Sistemas de Defensa para PuntajeNacional

Sistemas de defensa

Manuel Mallol

Introducción

Llamamos sistema de defensa a todas las barreras

que posee un organismo para defenderse de diversos

microorganismos que puedan afectar su

funcionamiento normal.

Podemos clasificar el sistema de defensa en dos

generalidades:

• Sistema innato (o inespecífico): Lo constituyen las

barreras anatómicas, leucocitos polimorfonucleares y

linfocitos NK (Natural Killer).

• Sistema adaptativo (o especifico): Lo constituyen los

Linfocitos T y B.

Sin embargo, el sistema de defensa se divide en

tres: Barreras anatómicas (o primarias), barreras

inespecíficas (o secundaria) y el sistema inmune.

Antes de profundizar en el tema, hay que tener

claro el concepto de antigeno, que corresponde

a cualquier molécula capaz de desencadenar

una respuesta inmune. Manuel Mallol S - SDef

Visión celular del SD

Barrera Primaria: No participan células especificas.

Barrera Secundaria: Eosinófilos, Neutrófilos, Basófilos, Mastocitos

(polimorfonucleares). Linfocitos NK (Natural Killer).

Sistema Inmune: Linfocitos B. Linfocitos T Killer (o citotóxicos), Linfocitos T

Helper (colaboradores o CD4+) y Linfocitos T supresores. Los linfocitos T

killer y supresores poseen en su superficie la GP CD8, mientras que los

colaboradores la GP CD4.

Existen dos tipos de Linfocito T CD4: TH1 y TH2 Manuel Mallol S - SDef

Visión celular del SD Nombre Tinción Núcleo Acción Abundancia

(x10^3 celulas)

Inmunidad

Eosinófilo Acida Polimorfo Parásitos/alergias 0.15 Inespecífica

Neutrófilo Neutra Polimorfo Fagocitar 7.1 Inespecífica

Basófilo Básica Polimorfo Alergias y fagocitar 0.03 Inespecífica

Mastocito Básica Polimorfo Alergias y fagocitar // Inespecífica

Monocito // Esférico Fagocitar y activar a los

linfocitos CD4

0.4 Inespecífica

Linfocito T-K // Esférico Inducir Apoptosis o

necrosis.

A Especifica

Linfocito T-H // Esférico Coordinar la respuesta

inmune

A Especifica

Linfocito T-S // Esférico Detener la respuesta

inmune

A Especifica

Linfocito B // Esférico Fabricar anticuerpos A Especifica

A= 2,5 · 10^3 linfocitos en general. Manuel Mallol S - SDef

Diferenciación de células madres

de la medula ósea roja

Manuel Mallol S - SDef

Tipos de inmunidad

Inmunidad

Artificial

Natural

Pasiva

Activa

Pasiva

Activa

Placenta, Calostro,

Leche materna.

Exposición a

antígenos

Administración de

suero quirúrgico

Vacunas


Barreras primarias

Son llamadas barreras anatómicas, dado que son

estructuras o funciones del organismo que evitan

que organismos penetren a su interior.

Estas son: Piel, epitelios, microbiota natural, pH,

soluciones antibióticas y temperatura.

La piel es el órgano que recubre todo nuestro

cuerpo y evita que muchos microorganismos pasen

al interior de él. En su capa mas externa (epidermis),

existe un pH levemente acido, además de la

estructura de células muertas y queratina, lo que

crea un ambiente inhóspito para muchos

microorganismos.

El epitelio que rodea órganos y mucosas contiene

cilios que barren a los microorganismos, además

de soluciones antibióticas.

Las lagrimas y otros fluidos corporales contienen

lisozima; el semen contiene espermina. Ambas son

enzimas antibióticas poderosas.


Barreras Primarias

pH: El pH extremadamente acido del estomago

(entre ~1 y 2), el pH levemente acido de la vagina y

la piel hacen difícil la existencia de poblaciones

microbianas.

Temperatura: Las temperaturas extremas o los

cambios bruscos crean defensas poderosas contra

microorganismos. La temperatura elevada de los

pollos evita que el ántrax los afecte.

Microbiota natural: El organismo posee

naturalmente una abundante flora bacteriana en

diversas mucosas. Ellas defenderán su territorio en

presencia de otro microorganismo.


Barrera inespecífica

Esta barrera corresponde a la inflamación. Solo es

activada cuando la barrera primaria es atravesada.

Es un proceso análogo a una “guerra” entre

patógenos y células defensivas del cuerpo.

Un patógeno al ingresar al organismo libera una

gran cantidad de sustancias, entre ellas la

histamina. Con ello el flujo de sangre hacia la zona

de infección aumenta, por lo que aparecen muchos

leucocitos polimorfonucleares (principalmente

neutrófilos) y monocitos. Estos últimos crecerán y

se transformaran en macrófagos (o CPA)

El enrojecimiento de la zona se debe al aumento de sangre

debido a la liberación de sustancias vasoactivas (como la

histamina) Dependiendo del poder del patógeno, activara

la inflamación sistémica o no.

Esta respuesta, es llevada por los efectos de

una de las sustancias auxiliares que secretan

los macrófagos (citoquinas) una vez que este

ha fagocitado un antígeno del patógeno. Esto

hace que el hipotálamo eleve la temperatura

corporal.

Cuando los macrófagos liberan citoquinas, se

gatillan alternativas de defensa y el sistema

inmune. Manuel Mallol S - SDef

Citoquinas

Son sustancias secretadas por las células inmune una vez que el antígeno ha sido expuesto en sus membranas plasmáticas. Entre todas, existen cuatro grupos principales: Interleuquinas, inmunoglobulinas, citoquinas proinflamatorias e interferones.

Algunas estimulan o inhiben diversas funciones celulares normales. Algunas estimulan la proliferación de células madres en la medula ósea roja, otras regulan las actividades celulares que participan en las defensas inespecíficas, por ejemplo la interleucina-2 o factor de crecimiento de células T. Este ultimo es producido por linfocitos T CD4 para co-estimular la proliferación de linfocitos T citotóxicos, así como la de linfocitos B. Otras sustancias, como los interferones, pueden activar células NK.

La interleuquina 1 y 6 son las principales moléculas encargadas de generar la fiebre.


Inmunoglobulinas (anticuerpos)

Glicoproteinas producidas principalmente por

Linfocitos B o células plasmáticas.

Se abrevian como Ig

Existen: IgA = Secretada en saliva, leche, calostro y otras soluciones

IgM = Secretada en una primera exposición a patógeno

IgD = Factor inductor de maduración de linfocitos T CD4?

IgE = Principalmente presente en alergias

IgG = Secretada en una segunda infección a patógeno Manuel Mallol S - SDef

Variación de IgM e IgG en un

infectado


Estructura de un anticuerpo

Compuestos de dos

cadenas pesadas

(gris) y dos livianas

(verde), variables en

sus extremos para

cada antígeno.

Región Fab:

Variable

Región Fc:

Constante

Fc

Fab Fab


Sistema Interferón

Este es uno de los sistemas alternativos de

defensa. Un interferón es una citoquina

secretada por los macrófagos. Existen tres

tipos: α, β y γ.

El modo de actuar de un interferón es el inducir

en la célula infectada, la síntesis de enzimas

inhibidoras de la traducción viral, con ello se

evita que el virus se siga replicando. El

interferón posee otras funciones también:

• Llama a los linfocitos NK para que eliminen a

la célula infectada.

• Favorece la aparición de linfocitos T Killer

mediante la interacción con linfocitos T CD4

• Al interferir en la replicación del DNA, detiene

la fase S de la interfase mitótica, por lo tanto, la

proliferación celular se detiene.


Sistema del complemento

Constituye un mecanismo molecular del sistema inmune innato que induce la destrucción

de patógenos. Lo forman más de 20 proteínas presentes en el plasma y otros líquidos corporales.

Estas proteínas son inactivas hasta que el organismo se expone a un antígeno. Pueden ser activadas

contra cualquier antígeno y su acción es inespecífica. Estas proteínas son rotuladas bajo la

denominación C y un número. Los complejos C se agrupan y transforman formando complejos

enzimáticos del tipo convertasas, las cuales realizaran la función necesaria en ese encuentro

especifico con el antigeno.

Entre sus funciones se encuentran: Destrucción de la membrana o pared celular del patógeno;

realizan opsonización; atraen linfocitos; provocan la liberación de histamina. Manuel Mallol S - SDef

Órganos linfoides

Corresponde a los órganos involucrados en la

producción y/o maduración de leucocitos.

Entre ellos se encuentran:

• Timo: Es una glándula endocrina posicionada

en la región central del tórax. Posee regiones

tanto medulares como no medulares (corteza),

formada por anillos de células llamadas

timocitos. Participa directamente en la

formación y maduración de Linfocitos T.

• Medula Ósea Roja: Corresponde al tejido

central de los huesos. Es allí donde se ubican

las células madre que dan origen a eritrocitos

y leucocitos a través de un proceso de

diferenciación celular. Participa en la

formación de linfocitos B y de leucocitos

polimorfonucleares.

Primarios:


Órganos linfoides

Capsulados:

• Bazo: Es un órgano ovalado ubicado en

la región abdominal izquierda. Su función

vascular es la degradación de plaquetas,

reservorio de sangre y la captura de

algunos antígenos transportados por la

sangre. Su disposición se divide en la

pulpa blanca y la pulpa roja. La pulpa

blanca se compone principalmente de

tejido linfoide y la pulpa roja de numerosos

vasos sanguíneos, que contienen linfocitos

T, B y macrófagos.

• Ganglios linfáticos: Son compartimientos

en donde se ubican Linfocitos B cesiles y

mastocitos. Por allí se “filtra” la linfa, y se

detectan patógenos antes de que ingresen

al sistema vascular. También maduran

algunos linfocitos B.

Órganos no capsulados asociados a mucosas: Son acumulaciones celulares presentes en algunos

epitelios de ciertas mucosas, cuya función principal aun no se encuentra determinada pero se sabe

que participan en defensas en mucosas expuestas a numerosos microorganismos (amígdalas, faringe,

etc).


El complejo mayor de

histocompatibilidad (CMH)

Corresponden a un grupo de genes que codifican

una proteína de membrana llamada del mismo

nombre.

El CMH es el código de que esa célula pertenece al

organismo para el sistema inmune.

Todas las células del organismo tienen el mismo CMH,

sin embargo este difiere de un organismo a otro.

Existen dos grupos de CMH:

• Grupo I: Lo poseen todas las células

nucleadas.

• Grupo II: Lo poseen los macrófagos y

linfocitos B.


Respuesta inmune humoral

1. El antígeno entra en contacto con un

anticuerpo especifico de la superficie de

un linfocito B inactivo presentado por una

CPA (célula presentadora de antígeno) o

por encuentro casual.

2. Luego de esto, el linfocito B se activa y

prolifera en células plasmáticas y células

memoria.

3. Las células plasmáticas se encargaran

de sintetizar una gran cantidad de

anticuerpos específicos para ese

antígeno, quienes podrán realizar

opsonización para facilitar la fagocitación.

4. Las células memoria exhibirán el

anticuerpo en su superficie por décadas,

e incluso la vida entera de un organismo.

5. Cuando el mismo antígeno entre en

contacto con una célula memoria, esta

proliferara en células memoria y células

plasmáticas, y el proceso se repetirá.

Corresponde a la respuesta del sistema inmune liderada por los linfocitos B. En ella no participan

directamente las células. El proceso es el siguiente:

Biología (modulo electivo) Preuniversitario

Fech 2008


Teoría de la selección clonal

Postula que si un grupo de linfocitos con

receptores específicos (TCR) es

estimulado por un antígeno, se producirán

células linfocitarias específicas para ese

antígeno


Respuesta inmune celular

1. Cuando un linfocito CD4 se encuentre con un macrófago que este exponiendo en su superficie

un antígeno, este se activara y liberara una gran cantidad de citoquinas que atraerán a los

linfocitos T killer inmaduros al lugar de la infección.

2. El linfocito T killer inmaduro inspeccionara el CMH de las células somáticas del lugar.

3. Si detecta algún cambio en el CMH de una célula, el linfocito T killer inmaduro proliferara en un

linfocito T killer, una célula memoria y linfoquinas (tipo de citoquina que atrae macrófagos)

4. El linfocito T killer, mediante el sistema Ligando, inducirá a la célula infectada entrar en apoptosis

o necrosis celular.

5. Los restos e incluso algunas células marcadas por el linfocito T killer serán fagocitadas por

macrófagos.

6. El linfocito T killer activo patrullará el lugar buscando mas células infectadas.

7. Cuando la infección haya acabado, los linfocitos T supresores secretaran interferones γ y otras

sustancias, lo que hará que la respuesta inmune celular, humoral y la actividad de los

macrófagos comience a finalizar.

Existe otra forma de actuar del sistema inmune: la respuesta celular. En ella participan

linfocitos T y macrófagos. Sus etapas son:


Enfermedades del SD

Al igual que cualquier sistema, el sistema de defensa

puede verse bajo diversas patologías:

1. Enfermedades autoinmunes: Las células del

sistema inmune no reconocen células propias del

organismo, por lo que las atacan y destruyen. Ej:

Diabetes mellitus insulinodependiente.

2. Problemas de transplantes: Como se mencionó

anteriormente, cada célula del organismo posee un

CMH. Sin embargo, al diferir el CMH de un

organismo y otro, existe un problema al

transplantar órganos, dado que el CMH del órgano

transplantado es diferente al del receptor, por lo

que existe una probabilidad de que el sistema

inmune ataque ese órgano, al no ser reconocido

(rechazo).

3. Alergias hipersensibles: Antigenos que no

significan nada para el organismo son reconocidos

como letales y desencadenan una potente

respuesta inmune (hipersecreción de

Inmunoglobulina E)


SIDA

Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirido. Ese

síndrome es producido por el retrovirus VIH (virus

de la inmunodeficiencia humana).

Este virus en su membrana plasmática posee un

complejo de 2 glicoproteínas: GP120

externamente y GP41 interiormente, las que son

muy afines a la GP CD4 de los linfocitos T

colaboradores.

Actualmente existen test como el de ELISA

(Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay; Ensayo

inmunoabsorbente ligado a enzimas) que detecta

el virus con tres o mas meses de desarrollo y el

sondeo de nucleótidos que pueden detectar el

virus.

La muerte de los afectados no se debe a la

acción inmunosupresora del VIH, sino de las

enfermedades que el paciente contrae

durante su inmunosupresion. Manuel Mallol S - SDef

SIDA El ciclo del VIH es el siguiente:

1. La GP120 hace contacto con las cadenas alfa de la GP CD4 de los linfocitos T colaboradores. Luego

de eso, la GP41 del virus hace contacto con las cadenas beta de la GP CD4. Posteriormente la

membrana plasmática del virus se fusiona con la del linfocito.

2. El core se desarma por proteasas presentes en el mismo núcleo-core viral. Las enzimas transcriptasa

inversa adheridas al RNA viral transcriben invertidamente el RNA viral en DNA.

3. Mediante complejos proteicos, el DNA viral entra al núcleo a traves del complejo del poro junto a una

enzima llamada integrasa.

4. La integrasa detecta la eucromatina e integra el segmento de DNA viral al DNA huésped mediante un

sistema similar al Splicing (corte y empalme). Este DNA tiene un fino sistema de inhibición de

transcripción de sus genes. Mientras la transcripción este inhibida, la persona será portadora.

5. Cualquier RNA polimerasa II, cuando el inhibidor ha sido reprimido, transcribe los genes virales a

RNAm, y estos son traducidos a proteínas (integrasa, proteasas, proteínas del core, etc). También

quedan copias de RNAm que no son traducidas.

6. Luego el virus vuelve a ensamblarse. Comienzan a salir de la célula, tomando parte de su bicapa

lipídica. Esto sucede hasta que se destruye al linfocito T colaborador y millones de copias del virus

salen a la sangre y a la linfa, para infectar mas linfocitos T. En esta etapa el afectado mostrara los

síntomas del SIDA.

Para el sistema inmune humoral es prácticamente inútil sintetizar anticuerpos contra el VIH, dado que

la tasa de mutación del RNAm, por lo tanto de sus antígenos, es muy alta. Ese es el problema para

fabricar una vacuna contra este virus.


Glosario

1. Opsonización: Proceso mediante el cual anticuerpos o proteínas del sistema

del complemento rodean e inmovilizan al patógeno con el fin de facilitar su

fagotización.

2. CD8, CD4: Glicoproteínas de membrana de los Linfocitos T. Esta formada por

dos cadenas Beta unidas a la membrana plasmática, y dos cadenas alfa unidas

sobre las cadenas beta.

3. Antígeno: Sustancia o molécula capaz de desencadenar una respuesta

inmune.

4. Anticuerpo: Molécula simbolizada con la letra Y o Ig sintetizada por los

linfocitos B. Esta formada por dos cadenas pesadas y dos cadenas livianas,

ambas con extremos variables (para cada antígeno). Son llamados también

inmunoglobulinas.

5. Leucocito: Glóbulo Blanco.

6. Eritrocito: Glóbulo Rojo.

7. Core: Envoltura Proteica propia de los retrovirus. Manuel Mallol S - SDef

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