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INMUNOLOGÍA
1. Concepto de infección Las relaciones que los microorganismos mantienen con otros seres vivos pueden ser perjudiciales para estos, ya que muchos microorganismos son parásitos y causan daños en el organismo. El parasito que puede provocar una enfermedad en el individuo recibe el nombre de patógeno. Por lo que la patogenicidad será la capacidad potencial de un organismo de causar una enfermedad. El grado de patogenicidad es la virulencia la cual está medida por el número de microorganismos necesarios para producir un trastorno (carga viral). Por último, la infección es el crecimiento y colonización del microorganismos patógenos en un individuo. Las enfermedades infecciosas son aquellas que están causadas por microorganismos patogenicidad que provocan alteraciones en las células o tejidos como consecuencia de la acción directa de la proliferación, de las toxinas producidas en ellos o de la reacción inflamatoria originada en los tejidos. Los microorganismos que nl causan enfermedades normalmente y que se convierten en Payo hemos solo en determinadas circunstancias como por ejemplo la disminución de defensas inmunitarias se llaman patógenos oportunistas. Los patogenos desarrollan estrategias para penetrar en el organismo, se adhieren y introducen en los tejidos, eluden los sistemas de defensa y se multiplican para transmitirse a otros hospedadores. Esto se hace de la siguiente manera: Entrada Las vías de entrada que utilizan son las siguientes: Piel : Aberturas cutáneas como glándulas sudoríparas o folículos pilosos. Mucosas : Perforando mucosas del sistema digestivo con el agua y los alimentos, el sistema urogenital durante la actividad sexual y las vías respiratorias con las partículas o gotas de humedad inhaladas Vía parentenal: inoculados a través de la piel y mucosas mediante picaduras, inyecciones etc. Una vez en el interior del individuo debe vencer las distintas defensas que el individuo posee. Colonización y multiplicación La colonización se ve facilitada si los microorganismos tienen capacidad de adherirse a las células de tejidos invadidos. En muchos casos la adherencia es específica , microorganismos pagínenos se adhieren específicamente a receptores de las células hospedadoras (implicadas cápsulas y fimbrias de las bacterias). El número de microorganismos inicial es insuficiente para hacer daño al hospedador, por lo que debe multiplicarse. La diseminación es el proceso mediante el cual los microorganismos acceden a las zonas del organismo infectado en la que se dan las condiciones más óptimas para poder desarrollarse. Las infecciones pueden ser: Localizadas : la proliferación se produce en el mismo lugar de la infección. Sistémicas : el microorganismo invade otras regiones del organismo y se expande por el medio tras su diseminación. Si es capaz de diseminarse por todo el organismo se llama septicemia o infección generalizada. Estrategias para la supervivenia o evasión de las defensas del hospedador
La capacidad inefectiva de un patogeno depende de la capacidad invasora de este y de la capacidad inmunitaria del hospedador. Los patogenos han desarrollado algunos mecanismos para evitar defensas del hospedador: Protección frente a la fagocitosis : Mediante la producción de cápsulas o fimbrias y proteinas resistentes a la fagocitosis Supervivencia a la fagocitosis : evitando su destrucción dentro del fagocito Producción de sustancias que causan daño directo a los fagocitos Evasión del reconocimiento del sistema inmune : modificando características antigénicas Desarrollo de la infección o daño producido a las células hospedadoras Si el microorganismo patogeno sobrepasa las defensas puede dañar las células de diferentes formas: Lesión o daño directo : Consecuencia de la actividad de multiplicación. Producción de toxinas : Las toxinas son proteínas o polisacáridos producidas por los microorganismos que pueden causar daños graves, a veces irreversibles. Algunas de estas toxinas son:
- Exotoxinas: se liberan durante el crecimiento del microorganismos. Son solubles y sensibles a
la temperatura. Pueden transvasarse desde el lugar de la infección a otros tejidos. Ej: neurotoxinas
- Endotoxinas: Liberación cuando el microorganismo se lisa (son parte del microorganismo).
Lipopolisacaridos, resistentes al calor. Liberadas en grandes cantidades y causan efectos generales como fiebre. Para combatir el efecto de las toxinas se han desarrollado antitoxinas y toxoides. Antitoxina : Suero con anticuerpos dirigidos contra la toxina que causan su neutralización. Toxoides: Toxinas modificadas que inducen la información de anticuerpos dirigidos contra la proteína tóxica y tienen un efecto inmunizadle sobre el organismo, evitando la acción de la toxina. Transmisión Tras la infección el microorganismo debe salir para transmitirse a otros individuos. Estos mecanismos de transmisión pueden ser: Transmisión directa : Gran proximidad física. Puede ser por contacto (Saliva sangre etc) transmisión vertical (placenta) inoculación (transfusiones sanguíneas) Transmisión indirecta : objeto infectado o mediante diversas vías como el aire agua etc.
2. Mecanismos de defensa orgánica: Inespecíficos y especificos 2.1. Inespecíficos. Barreras naturales y respuesta inflamatoria. Los mecanismos de defensa inespecíficos están constituidos por un conjunto de barreras naturales y mecanismos defensivos que combaten la infección desde el primer momento. Son la primera línea de defensa ante las infecciones, y depende de mecanismos que existen antes de que se produzca el encuentro con el agente patogeno, poniéndose en marcha después de la infección. Reconoce características compartidas por distintos tipos de patogenos que no existen en las células de organismos superiores. Carece de memoria, por lo que responde del mismo modo frente a infecciones repetidas. Barreras naturales externas Estructurales : Piel y mucosas. Cubren la superficie corporal externa y las cavidades abiertas al exterior. Mecánicas : Sistemas de expulsión que favorecen el arrastre de microorganismos y otras partículas extrañas para evitar su fijación al organismo. Ej: cilios o flujo de orina
Funciones de los fagocitos Fagocitosis: Para que sea eficaz es necesario la activación de los fagocitos, lo cual se consigue mediante los mediadores de la inflamación y sustancias producidas por los linfocitos. Los primeros fagocitos en actuar sin histiocitos, pero su capacidad fagocitica no es muy grande, por lo que enseguida comienza la acción de neutrofilos sanguineos. Posteriormente acuden a macrofafos libres con mayor actividad fagocitica. Se divide en 4 etapas 1-Unión (favorecida por opsonunas que sirven como puentes moleculares entre los receptores del fagocito y la pared bacteriana) al elemento que va a ser fagocitado mediante receptores de membranas. 2-Ingestuon por medio de la emisión de pseudopodos que generan un fagosoma en el que la estructura fagocitada queda encerrada. 3-Muerte y digestión celular por enzimas digestivas y oxidantes 4-Expulsión de los restos no digeridos Complemento Complementa y potencia la acción de los anticuerpos para destruir los patógenos. Tiene tres funciones muy importantes: Mediador de inflamación Opsonizaxión de las células extrañas para facilitar la acción de los fagocitos y de los anticuerpos Lisis de las células invasoras Para llevar a cabo estas funciones es necesario la activación del complemento proceso que consiste en la interacción de unos componentes con otros por medio de reacciones en cascada, de tal manera que el producto final de una de ellas interviene como enzima de la siguiente. Hay dos vías: Vía clásica : aparición de anticuerpos unidos a los antígenos correspondientes. Implicado en la Inmunidad específica Vía alternativa: moléculas anti génicas de las superficies celulares microbianas en ausencia de anticuerpos. Inmunidad inespecifica. Ambas vías se diferencian en los componentes iniciales y conducen a la escisión de la proteína C3 del complemento en dos fragmentos: C3a: queda libre y actúa como mediador de la reacción inflamatoria C3b: permanece unido a las superficies microbianas y produce dos efectos importantes:
- Actúa opsonizando a los microbios y favoreciendo fagocitosis
- Activa componentes tardíos
El componente C5 se escinde en dos fragmentos C5a y C5b. A partir de esta, y tras varias estampas en las que s Evan uniendo distintos componentes. Se origina un complejo proteico (formado por 14 moléculas de C9) que se insertan en la membrana plasmatica de los patógenos y forman poros, llamados complejos de ataque a la membrana ( MAC poros que permiten el movimiento libre de agua) a través de los cuales entra agua y sustancias ionicas al citoplasma, lo que conduce a la lisis celular y destrucción de organismos. Interferón
Proteína producida naturalmente en cantidades muy pequeñas por el sistema inmunitario de la mayoría de los animales como respuesta a distintos agentes, Tales como virus, bacterias, parásitos y células cancerígenas, y que actúa sobre los receptores de la células vecinas Lleva a cabo dos acciones básicas: evita la replicacion vírica y favorece la destrucción de moléculas infectadas por el virus. Además, también activan los macrifagos y linfocitos B, y modulan la síntesis de anticuerpos y otras sustancias reguladoras. Su específicas es a nivel de organismo invadido. 2.2 Específicos. Concepto de respuesta inmunitaria Las defensas específicas se producen ante un tipo concreto de antígeno. Una vez detectado un antígeno se crea una memoria inmunitaria que permite rechazar el mismo antígeno con mayor efectividad. Las células implicadas son: Linfocitos B : Adquieren receptores de membrana que son anticuerpos capaces de reconocer antígenos. Cuando se activan los linfocitos B, se transforman en células plasmaticas productoras de anticuerpos. La inmunidad que producen es la humoral. Linfocitos T : Responsables de la inmunidad celular, ya que no producen anticuerpos, si no que producen la muerte de ciertas células alteradas. Proceden de linfocitos Pre-T de la médula ósea que tienen que sufrir un proceso de maduración, adquiriendo receptores de membrana. Linfocitos no-B no-T: destruyen células dianas pero de forma inespecifica Mecanismo de acción de la inmunidad específica Identificación y reconocimiento del antígeno: Detectar la existencia de sustancias extrañas, que se realiza por el contacto con los antígenos con ciertas moléculas presentes en las membranas de los linfocitos. Estas moléculas en caso de linfocitos B son anticuerpos y receptores de antígenos en el caso de linfocito T. El mecanismo de activación consiste en un acoplamiento espacial entre los determinantes antígenicos y los receptores de los linfocitos. En algunos casos pueden ser reconocidos directamente mediante la fagocitacion de estructuras antigenicas, y tras su digestión intracelular, sitúan determinados fragmentos de los antígenos en su superficie. Estas células se dirigen donde se encuentran los linfocitos. Activación linfocitos: Los linfocitos sufren cambios metabólicos y fisiológicos, dividiéndose, aumentándose el número de linfocitos que necesitan ser activados. Desencadenamiento de la respuesta inmunitaria: Una vez activada, los linfocitos V se transforman en las células asmáticas, que producen gran cantidad de anticuerpos específicos contra el antígeno correspondiente. Los linfocitos T, atacan a las células portadoras del antígeno y causan su destrucción. Los linfocitos T son los que regulan la respuesta inmunitaria. Característica de la respuesta inmune adaptativa o específica Especificidad: Tolerancia: El sistema inmunitario se hace tolerante frente a los antígenos propios y no reacciona frente a ellos, solo actúa cuando reconoce lo no propio Memoria : Los linfocitos de memoria guardan el recuerdo del antígeno de tal modo que ante el segundo contagio es capa de intervenir mucho más rápidamente.
3. Concepto de inmunidad y sistema inmune El sistema inmunitario está formado por un conjunto de órganos, tejidos, células y ‘olecilas dispersas por todo el organismo y que son responsables de su defensa frente a sistancias extrañas procedentes, tanto del exterior como del interior.
antígeno siríacos en la membrana plasmatica. El antígeno se une a una zona del receptor antígenico llamada epítopo o determinante antigenico, que suele estar constituida por una corta secuencia de aminoácidos. 3.3 Tipos de respuesta inmunitaria: humoral y celular Respuesta inmunitaria altamente específica, ya que se basa en el reconocimiento selectivo de los determinantes antigenicos. Una vez que el sistema inmunitario reconoce la naturaleza del antígeno, se lanzan dos tipos de respuestas adaptativas: respuesta humoral y respuesta celular.
4. Respuesta humoral Respuesta humoral está basada en la síntesis de anticuerpos por los linfocitos B y su liberación por la circulación sanguínea. Los anticuerpos se unen a los antígenos que indujeron su forma clon y bloquean su capacidad para unirse a otras células Inmunidad humoral: estado de resistencia que poseen los organismos frente a determinadas acciones patógenas, debido a los anticuerpos producidos por los linfocitos B. 4.1. Concepto, estructura y tipos de anticuerpos. Anticuerpos Los anticuerpos más se cumpla tiene forma de Y. Contienen cuatro cadenas polipeptidicas, dos cadenas pesadas o H, y dos cadenas ligeras o L. Esta última está unida covalentemente con las otras con puentes de disulfuro, y las cadenas pensadas están unidas entre sí por puentes de disulfuro. En cada una de las cadenas ligeras y pensadas hay dos regiones: Regiones variables (Fv) : unida al extremo amino terminal y comprenden la mitad de las cadenas ligeras y una cuarta parte de las pesadas. Las regiones variables de anticuerpos forman el sitio de unión al antígeno, es decir, son responsables del reconocimiento y unión con los determinantes anti génicos y determinan la enorme diversidad de anticuerpos Regiones constantes (Fc): unida al carboxilico terminal. Comprenden la mitad de la cadena ligera y tres cuartas partes de las cadenas pesadas. Son los responsables de las diversas actividades biológicas de los anticuerpos, se pueden citar:
- Retención linfocitos B no
estimulados como receptores para el antígeno
- Capacidad de pasar de la madre al
feto a través de la placenta (proporciona inmunidad neonatal)
- Activa el proceso de la fagocitosis
uniéndose a las células fagociticas.
- Activación del complemento.
La parte glúcidica de los anticuerpos se halla unida covalente mente a la región constante. Su función es intervenir en la secreción de la inmunoglobulina o su protección ante el ataque enzimático.
4.2. Células productoras de anticuerpos: Linfocitos B Se dice que son inmunocompetentes porque son capaces de producir anticuerpos. Cada linfocito fabrica distintos anticuerpos capaces de unirse a antígenos que entran en el organismo. Cuando aparece un antígeno tiene lugar la unión a un anticuerpo de la membrana de un determinado linfocito B. La unión solo es posible si existe un acoplamiento entre moléculas (tienen que ser complementarios). La unión puede ser fuerte (la respuesta inmunitaria será más fuerte) o débil. Teoría de la selección clonal Permite explicar porque se producen grandes cantidades de anticuerpos específicos tras la introducción de un determinado antígeno. Los linfocitos B se activan (esta activación se intensifica con la actuacion de las Interleucinas) y se produce lo siguiente: 4.3 Reacción antígeno-anticuerpo La unión de los anticuerpos a los antígenos inicia mecanismos de defensa muy variados que dependen de las regiones de las constantes de las cadenas pesadas. En estos están: 5. Respuesta celular Inmunidad celular: Estado de resistencia mediando por linfocitos T. Destruyen a las células infectadas directamente (no producen anticuerpos) 5.1. Concepto En este proceso resulta muy eficaz la destrucción de:
- Células extrañas que proceden de otros organismos (órganos transplantados)
- Activan linfocitos B mediante secreción de interlucina o uniéndose directamente a ellos.
Los linfocitos Ts disminuyen la respuesta del sistema inmunitario de dos formas:
- Desactivan los linfocitos por medio de la formación de unos factores supresores. Se produce
cuando la respuesta inmunitaria es excesiva
- Producen una tolerancia inmunológica a los autoantigenos para evitar el ataque de las propias
células del organismo. Linfocitos no-T no-B No reconocen al antígeno por lo que tienen una actuación inespecifica (de estudian aquí por ser linfocitos) Se distinguen dos tipos:
- Células K (kill) : Atacan a las células recubiertas por anticuerpos y segregan perforinas para
destruirlas.
- Células NK (natural killer ): Actúan de manera semejante a las anteriores, destruyendo, en este
caso, las células afectadas por virus y las cancerosas, o incluso a las pertenecientes a órganos transplantados
6. Respuesta primaria y secundaria. Memoria inmunológica. El organismo desarrolla un sistema de memoria inmunológica que almacena información de los antígenos. El proceso consiste en unos linfocitos B de memoria que permanecen en el organismo incluso después de eliminar el antígeno completo. Al primer contacto con el antígeno se da a lugar la repuesta primaria, produciendo anticuerpos, la cual suele ser insuficiente para impedir la infección, pero se imprime en la memoria gracias a los linfocitos de memoria. Si se produce un segundo contacto, se dará la respuesta secundaria, en la que se produce mayor cantidad de células plasmaticas y la cantidad de anticuerpos es tan elevada que impide la infección y genera inmunidad. La vacunación constituye un sistema de inmunización activa producido sin desarrollar una actividad patológica, que s evada en la síntesis de linfocitos B de memoria mediante inoculacion de gérmenes no virulentos en un individuo sano para inducir la síntesis de anticuerpos. 7. Tipos de inmunidad 7.1. Congénita y adquirida Inmunidad congénita o innata: Hace referencia a las defensas que todo individuo presenta al nacer. (Depende de mecanismos de defensa inespecificos) Inmunidad adquirida o adaptativa: inmunidad que el individuo va desarrollando a medida que se va poniendo en contacto con los antígenos (Depende de mecanismos de defensa específicos) Estas dos actúan en conjunto 7.2. Natural y artificial Inmunidad natural : inmunidad que un individuo desarrolla ante determinados antígenos mediante procesos naturales Inmunidad artificial: inmunidad que un individuo desarrolla como consecuencia de la aplicación de ciertas técnicas médicas 7.3. Pasiva y activa
Inmunidad pasiva : inmunidad que se adquiere al recibir anticuerpos específicos fabricados por otro organismo. Es decir consiste en la introducción en el organismo de anticuerpos sintetizados previamente sin que el sistema inmunitario del individuo se active. Esto presenta las siguientes ventajas:
- Protección inmediata.
- Útil en individuos con deficiencias en el sistema inmunitario.
También presentan inconvenientes:
- Se obtiene inmunidad limitada
- Se pueden transmitir enfermedades padecidas por el individuo
- Si los anticuerpos provienen de la sangre animal pueden producirse reacciones de rechazo
contra algunas proteínas En la inmunización activa se emplean dos tipos de sustancias:
- Sueros: Contienen anticuerpos específicos
- Gammaglobulinas. Consiste en la mezcla de anticuerpos obtenidos de la sangre de un
organismo inmune entre los que se encuentran los que interesan Inmunidad activa : el propio cuerpo sintetiza los anticuerpos tras la inducción del antígeno gracias a sus defensas inmunitarias. Combinando los últimos dos criterios de clasificación tenemos: Inmunidad natural pasiva: Se adquiere por transferencia de anticuerpos de la madre al feto y al niño lactante. El Niño recibe anticuerpos de manera constante en un periodo en el cual su sistema inmunológico no está desarrollado. Inmunidad natural activa: Se produce después de superar una enfermedad infecciosa, ya que el organismo queda cargado con los anticuerpos sintetizados Inmunidad artificial pasiva y activa. La pasiva se adquiere al inocular al inducido un antisuero que contenga anticuerpos contra un determinado agente infeccioso, y la activa es la que se consigue al Donat anticuerpos tras la admisión de una vacuna. 7.4. Sueros y vacunas. Importancia en la lucha contra las enfermedades infecciosas. La vacunación es una inmunización artificial activa, ya que estimula las defensas inmunitarias frente a determinadas agentes patógenos o tóxicas, sin desarrollar la enfermedad, de manera que si el individuo queda expuesto de nuevo a esos agentes patógenos, sus células de memoria sintetizarán rápidamente anticuerpos para combatirlos. Tipos de vacunas: Vacunas atenuadas o inactivas : Están formadas por microorganismos vivos, aunque delimitados que se reproducen en el individuo inoculado y originan una infección muy limitada. Los microorganismos atenuados son cepas virulentas o se obtienen partir de cepas normales que se cultivan en condiciones subóptimas hasta que pierden elementos implicados en la patogenicidad. Los antígenos no se alteran. Vacunas inactividas : microorganismos muertos que conservan su capacidad immunogénica. No pueden reproducirse en el organismo y es preciso suministrar una dosis mayor para que la vacuna contenga los antígenos. Vacunas de antígenos purificado s: subunidad es de antígenos que han sido purificadlas a partir de microorganismos o de toxinas inactivadas. Vacunas de antígenos sintéticos: La investigación para identificar cuáles son los antígenos microbianos más inmunogenicos están permitiendo que sean sintetizados
Un transplante es una técnica en la que se implanta un injerto formado por células procedentes de un donante a un individuo receptor con el fin de solucionar un proceso patológico grave. Autotrasplante o autoinjerto: el donante y el receptor son el mismo individuo. Isotransplante o isoinjerto : El donante y el receptor no son el mismo individuo pero los antígenos del MHC coinciden Alotransplantes o aloinjertos : Los antígenos no coinciden pero el donante y el receptor son de la misma especie Xenotransplantes o xenoinjertos : El donante es un individuo de una especie diferente al receptor El grado de rechazo depende del origen del órgano trasplantado: depende de que el receptor compartan los genes de histocompatibilidad con el donante. En los autotrasplante y en los isotrasplantes no existe rechazo, mientras que los alotransplantes y xenotransplantes las diferencias producen rechazo. Actuación inmunitaria en el rechazo El rechazo de los transplantes se divide en una serie de etapas: los linfocitos T4 son activados por células presentadoras de antígenos y segregan distintos tipos de cito quinas, Itza cito quinas activan a los linfocitos B, a los linfocitos citotóxicos y los macrófagos. La acción de estos en unión con el complemento desencadena el rechazo al producir la lisis celular, lesiones en los vasos, hemorragias e inflamación Un caso especial: La reacción injerto contra el huésped La reacción injerto contra huésped es una enfermedad que se origina cuando los linfocitos T maduros del donante desencadenan una respuesta inmunitaria contra los tejidos del receptor. Esta enfermedad tiene consecuencias muy graves y puede llegar a ser mortal. Prevención del rechazo Para minimizar los efectos de la respuesta de rechazo pueden utilizarse distintos métodos: La inducción de tolerancia por diversos métodos como transfusiones de sangre es con leucocitos alogénicos. La inmunosupresión del individuo receptor por medio de inmunosupresores inespecíficos, como la ciclosporina que inhibe la acción de los linfocitos T.
