¡Descarga Inmunidad e infección y más Apuntes en PDF de Biología solo en Docsity!
TEMA 39. Inmunidad e infección.
Concepto de infección Infección es el término clínico para la colonización de un organismo huésped por especies exteriores. En la utilización clínica del término infección, el organismo colonizador es perjudicial para el funcionamiento normal y supervivencia del huésped, por lo que se califica al microorganismo como patógeno. ( Wikipedia) Infección : Acción y efecto de infectar o infectarse F 0 E 0Dicho de algunos microorganismos patógenos, como los virus o las bacterias: Invadir un ser vivo y multiplicarse en él (RAE)
Inmunidad Proviene de immunis (libre de carga) A principio del siglo XX, Landsteiner y otros investigadores desarrollaron los términos de anticuerpo para las proteínas del suero que participan en la inmunidad humoral y antígenos para las sustancias que se unían a los anticuerpos y/o que generaban la producción de los mismos.
La defensa frente a los microorganismos está mediada por las reacciones precoces de la inmunidad innata y por las reacciones tardías de la inmunidad adaptativa.
• Inmunidad innata (también llamada natural o nativa) está constituida por mecanismos existentes antes de
que se desarrolle la infección. Producen respuestas rápidas a los microorganismos. Los componentes principales son: Barreras físicas y químicas, células fagocíticas, células citocidas naturales y proteínas sanguíneas (principalmente el sistema del complemento).
• Inmunidad adaptativa (también llamada específica o adquirida) se estimula tras la exposición al agente
infeccioso. Discrimina entre diferentes microorganismos y los componentes principales son los linfocitos y sus productos. Hay dos tipos de respuesta inmunitaria adaptativa, la inmunidad humoral (producción de anticuerpos) y la inmunidad celular.
Por otra parte, la inmunidad frente a un antígeno extraño puede ser:
- activa (se induce por la exposición a dicho antígeno o estructura específica inmunogénica)
- pasiva (se transfiere externamente al individuo ya elaborada).
Inmunidad Innata: Suele ser estimulada por estructuras comunes a grupos de microorganismos. No es específica. Existen componentes celulares y acelulares.
Previamente: barreras físicas, químicas o biológicas: La piel y los tejidos mucosos:
- Las glándulas sebáceas de la piel segregan ácidos grasos que hacen bajar el pH y protege de patógenos
- Las células epiteliales ciliadas de las superficies mucosas (moco)
En la sangre también hay proteínas bactericidas como las llamadas betalisinas que puede destruir la membrana bacteriana La propia microbiota natural que coloniza nuestro organismo.
La resistencia natural del huésped puede modificarse por:
- La edad: diferente microbiota y más facilidad de colonizar en niños o menor defensa inmunológica en ancianos
- El estrés: desequilibrios hormonales tienen efectos antiinflamatorios, es decir, inmunosupresores
- La dieta: Influye sobre las características de la microbiota
Acelulares: La capa epitelial puede producir péptidos dotados de una función antibiótica natural ( defensinas ). Complemento: destrucción de microorganismos, opsonización, activación de leucocitos Lectinas: activación del complemento Factores de coagulación : aislamiento de los tejidos infectados Citoquinas: TNF, IL-1, IFNa,b, IFNg, IL-10, TGFb…
Celulares: Linfocitos intraepiteliales : puente con la inmunidad adaptativa Neutrófilos: fagocitan y destruyen microorganismos. Macrófagos: igual que los neutrófilos y secretan citoquinas que estimulan la inflamación y presentan antígeno para activar la respuesta adaptativa. Células NK: lisis de células infectadas y activación de macrófagos.
Inmunidad adaptativa Existen dos tipos de respuesta adaptativa o específica: la humoral (acelular) y la celular que se pueden activar según el tipo de microorganismo invasor. Humoral : los anticuerpos producidos por linfocitos B. Principal mecanismo de defensa frente a los microorganismos extracelulares y sus toxinas. Celular: es llevada a cabo principalmente por linfocitos T. Principal mecanismo de defensa frente a microorganismos intracelulares, tales como virus y algunas bacterias.
Respuesta primaria y secundaria
Se pueden producir dos tipos de respuestas adaptativas principales frente a un antígeno:
• Respuesta primaria : Tras una primera inoculación del antígeno. La respuesta es más lenta y débil que la
secundaria. El tipo de inmunoglobulinas y células implicadas puede variar y, tras un cierto tiempo de respuesta, disminuye.
• Respuesta secundaria : Tras una segunda exposición al antígeno, la respuesta inducida es mucho más rápida,
puede ser del orden de 10-100 veces mayor que la primaria mucho más duradera. Aunque con el tiempo acaba disminuyendo, nuevas dosis (dosis de recuerdo utilizadas en vacunación) elevan rápidamente los niveles de anticuerpos.
Entre las características principales de la respuesta adaptativa se encuentran:
- Especificidad: Microorganismos distintos estimulan respuestas distintas. - Diversidad: Respuesta frente a una gran variedad de microorganismos. - Memoria: Exposiciones repetidas producen respuestas aumentadas. - Especialización: Respuestas óptimas frente a diferentes microorganismos. - Autolimitación: Regulación (estado basal) tras la activación (homeostasis). - Ausencia de autorreactividad: Se impide la lesión del huésped.
No obstante, y a pesar de lo dicho anteriormente, en ocasiones se producen fallos en la respuesta inmune , pudiéndose englobar en 3 casos diferenciados:
- Inmunodeficiencia , que puede ser total (inmunosupresión).
- Hipersensibilidad ó Alérgias. Reacción exagerada.
- Autoinmunidad: Respuesta contra lo propio.
• Antígenos ( anti body gen erators): Molécula que se une a un anticuerpo o, formando un complejo con moléculas
del MHC, a un TCR (proteínas, polisacáridos, glicoproteínas…). Cada antígeno puede tener varios determinantes antigénicos o epítopos
• Epítopo : Porción específica de un antígeno macromolecular al cual se une un anticuerpo.
• Hapteno: Moléculas pequeñas que por sí mismas no inducen la respuesta inmune, pero que en combinación
con otras moléculas proteicas de mayor tamaño ( carrier ) pueden promover la producción de anticuerpos contra ella. Del latín haptein (agarrar), un ejemplo es la penicilina
Células y órganos del sistema inmune
La respuesta inmune madura y se activa en órganos linfoides primarios (centrales) y secundarios (periféricos). Los órganos periféricos concentran eficazmente los antígenos que han penetrado a través de las puertas de entrada habituales (piel, tracto gastrointestinal y respiratorio). La sangre y la linfa pueden conducir a los diferentes microorganismos a órganos específicos de respuesta inmune. La linfa constituye un sistema de drenaje paralelo al sanguíneo que comunica diferentes ganglios linfáticos capaces de filtrar los microorganismos y ponerlos en contacto con las células inmunocompetentes. La linfa acaba en el torrente sanguíneo vía conducto linfático torácico. Tiene una composición similar a la sangre pero sin eritrocitos. Todas las células y elementos de la sangre y linfa tienen un origen común: las células madre de la médula ósea. Evolucionan y maduran hacia un linaje u otro modulado por diferentes citoquinas : Línea mieloide: dará lugar a plaquetas, eritrocitos, leucocitos polimorfonucleares, monocitos y macrófagos derivados de los monocitos. Línea linfoide: linfocitos B (células plasmáticas), T (de varios tipos), células NK y otros tipos intermedios entre T y NK
Coagulando la sangre, se obtiene un líquido denominado suero que está formado por un gran número de proteínas, factores, hormonas, anticuerpos y sustancias que interaccionan con los leucocitos denominadas citoquinas.
Linfocitos: Son las únicas células del organismo capaces de reconocer específicamente distintos epítopos. Definen al sistema inmunitario adaptativo: especificidad y memoria. Su número promedio en sangre por mm3 es de 2500. En estado basal (no estimulado) tienen un tamaño pequeño, 8-10 micras de diámetro, núcleo grande y un anillo de citoplasma. En respuesta a la estimulación aumentan de tamaño. Subgrupos:
• Linfocitos B: Producen anticuerpos. Deben el nombre a la “ Bursa de Fabricius” de las aves, donde se observó
que maduraban. En mamíferos, la primera fase de maduración lo hacen en la médula ósea. Cuando se activan, aumentan mucho de tamaño, producen gran cantidad de anticuerpo y pasan a denominarse células plasmáticas.
• Linfocitos T: Células efectoras de la inmunidad mediada por células. Deben su nombre al hecho de que
maduran en el Timo. A su vez, se dividen en varios grupos:
- Colaboradores: Papel central en la activación inmune: Th1, Th2, Th17 y Treg (estos últimos recientemente descritos, con capacidad supresora).
- Citotóxicos (o citolíticos); CTL : Capacidad efectora. Lisan células infectadas, cancerígenas o extrañas (aloinjertos).
• Células citotóxicas naturales (NK) : Los receptores son distintos de los de los linfocitos B y T y su función
principal se enmarca en la inmunidad innata.
Órganos linfoides secundarios o periféricos: En los órganos linfoides secundarios se dan condiciones para que linfocitos B y T inmunocompetentes puedan interaccionar con los antígenos y entre sí:
Bazo: Es el gran ganglio que drena los antígenos de la sangre. En un adulto pesa unos 150 gramos. Está irrigado por la arteria esplénica que acaba formando pequeñas arteriolas a las que se fijan folículos linfoides. Se distinguen dos regiones: Pulpa roja que participa en la destrucción de eritrocitos deteriorados y la Pulpa blanca con el tejido linfoide y macrófagos que participan en la generación de respuestas inmunes. La vena esplénica recoge la sangre y la lleva desde el bazo hasta la circulación portal.
Ganglio linfático: Son los lugares en los que se inician las respuestas inmunitarias frente a los antígenos transportados por la linfa. Son pequeños agregados nodulares de tejido rico en linfocitos situados a lo largo de los conductos linfáticos distribuidos por todo el cuerpo. Está dividido en área cortical , con agregados de células que constituyen los folículos, ricos en linfocitos B, área paracortical con los T, y médula central donde se producen todas las interacciones entre células inmunocompetentes maduras para activar la respuesta inmune. Algunos folículos contienen áreas centrales llamadas centros germinales que se desarrollan en respuesta a antígenos y que poseen alta densidad de células dendríticas. El líquido intersticial absorbido, denominado linfa, fluye a través de los conductos linfáticos pasando por los diferentes ganglios, que actúan como filtros.
MALT:
Se asemejan a los ganglios linfoides, pero no están encapsulados, y suelen desencadenar respuestas inmunes del tipo IgA, que son anticuerpos que atraviesan la mucosa y pueden impedir la entrada de microorganismos infecciosos. Ejemplos son las Placas de Peyer (intestino delgado) o las Amígdalas. Tanto en estos tejidos como bajo la epidermis, se encuentra en mayor proporción que en otros sitios un tipo de linfocitos T especial: Tgd.
Sistema inmunitario cutáneo: La piel es el órgano mayor del cuerpo. Las células de Langerhans epidérmicas constituyen el entramado del sistema inmunitario cutáneo. Forman un entramado casi continuo que le permiten capturar prácticamente cualquier antígeno y llevarlo a los ganglios linfáticos. También existen linfocitos intraepidérmicos que pueden reconocer específicamente al antígeno.
Hipótesis de la selección clonal Dogma fundamental del sistema inmune que sostiene que cada individuo posee numerosos linfocitos de origen clonal. Cada clon se ha originado de un precursor único y es capaz de reconocer y de responder a un determinante antigénico específico. Cuando un antígeno entra en el organismo, selecciona un clon preexistente específico y lo activa. Esta idea fue sugerida por primera vez por Niels Jerne en 1955 y claramente enunciada por Macfarlane Burnet en el 57. Esta hipótesis se desarrolló para explicar cómo podía responder el sistema inmune a un gran número de Ag diversos. Todas las células constituyentes de un clon expresan receptores antigénicos idénticos y distintos de los que expresan otro clon. Como ya se ha indicado, se estima entre 109 y 1011 el número de opciones distintas existentes para el receptor del Ag.
Diferenciación de los linfocitos LINFOCITOS T Previamente a la activación de las células inmunocompetentes, éstas tienen que madurar en los órganos linfoides primarios. El Timo es el principal sitio de maduración de las células T. Los linfocitos T salen de la Médula ósea para madurar en el Timo. A estos se les denomina Timocitos. En el Timo se aprenden dos cosas: a) Distinguir fragmentos de antígenos presentados por el MHC b) Respetar los tejidos propios del individuo.
Se produce un aprendizaje y se eliminan los linfocitos autorreactivos o NO reactivos. Menos del 5% de los Timocitos sobreviven a dicha selección. Se selecciona el repertorio T y se eliminan los no válidos por apoptosis. Al Timo llegan Timocitos muy inmaduros que no expresan TCR y son CD4-CD8-. De aquí, acaban expresando el TCR y se vuelven CD4+CD8+. Se siguen produciendo cambios profundos para dar al final la población CD4+ y CD8+. También el TCR va madurando y se dividirá en dos tipos: ab ó gd. Los Timocitos pasan por 2 fases para madurar: Selección positiva (aquellos que reconocen al MHC propio y no de forma muy intensa) y Selección negativa posterior (aquellos autorreactivos). Con la Selección positiva garantizamos que el reconocimiento posterior del Ag se hará en el contexto del MHC.
La Selección negativa garantiza la autotolerancia al eliminar los Timocitos que reconocen al MHC presentando un péptido propio. Se eliminan los potenciales linfocitos T autorreactivos.
Linfocitos B: Los precursores de los linfocitos B residen también en la Médula ósea. No existe un órgano como el Timo para linfocitos B específico de maduración en humanos. Sí en aves (Bursa de Fabricius). La maduración en la médula ósea requiere de células del estroma (adipocitos, fibroblastos, reticulocitos…). Una vez maduros, los linfocitos B migran a órganos linfoides secundarios donde entrará en contacto con los Ag, activándose y diferenciándose a células plasmáticas (morfológicamente más alargadas, con más membranas en el citoplasma y de alta capacidad productora de Ac) y linfocitos de memoria que pasarán a expresar Ac con otro isotipo (cambio de clase) y tienen una vida media muy larga (años). También existe un proceso de selección negativa en la médula ósea para linfocitos B inmaduros, evitándose, así, la activación de células B con posible capacidad autorreactiva. Los linfocitos son las únicas células del cuerpo que expresan receptores capaces de reconocer una enorme variedad de antígenos diferentes. Esta diversidad se genera durante el desarrollo de los linfocitos B y T maduros a partir de células precursoras en un proceso denominado maduración de linfocitos. El conjunto de receptores para el Ag (conjunto de especificidades) se denomina repertorio de linfocitos. Los precursores de los linfocitos se originan en la médula ósea a partir de las mismas células madre pluripotenciales. La principal citoquina para la proliferación de linfocitos inmaduros es la IL-7. En el caso de linfocitos B, en mamíferos, prácticamente todo el proceso de maduración se realiza dentro de la médula ósea, Los linfocitos T que maduran en el timo. Los linfocitos B maduros se encuentran fundamentalmente en los tejidos linfoides secundarios, en la médula ósea y, en escasa cantidad, en la circulación, sanguínea y linfática.
Recombinación somática y expresión de cadenas de Ig: Cada locus de Ig de la línea germinal está constituido por al menos tres tipos diferentes de segmentos génicos, los segmentos V (variable), C (constante) y J (de unión= joining). Además, el locus de la IgH (cadena larga de las Ig) tiene segmentos de diversidad (D). En cada locus existen múltiples copias de cada tipo de segmento génico separadas entre sí por fragmentos de DNA no codificante. Tres loci independientes codifican, respectivamente, la cadena ligera k, la ligera l y todas las cadenas pesadas de las Ig. Cada locus se encuentra en un cromosoma diferente. La enorme diversidad de producción de Ac se debe a varios procesos: Reordenamiento de los segmentos de genes que codifican los anticuerpos y mutaciones somáticas (región V), entre otros. Los genes que codifican las Ig sufren el fenómeno denominado recombinación somática por lo que se reorganizan AL AZAR para dar lugar a la cadena tanto ligera como pesada
Superfamilia de las inmunoglobulinas: Está constituida por un gran número de proteínas que contienen un motivo estructural globular denominado dominio de Ig , descrito inicialmente en los Ac. Muchas proteínas de importancia en el sistema inmune son miembros de esta superfamilia: Ac, TCR, MHC, CD4, CD8, entre otras. Citoquinas y otras moléculas de la respuesta inmune Para cualquier respuesta inmune se necesitan 2 Señales siempre : Una es el contacto directo con el Ag (presentado o no por el MHC), y la segunda señal puede ser el contacto entre otras moléculas presentes en la superficie celular o pequeñas proteínas que recibe el nombre de citoquina. Entre las moléculas de contacto y reconocimiento celular, además de las ya mencionadas CD4, CD8, TCR o MHC cabría mencionar CD80 y 86 (conocida como B7) de la superficie de células presentadoras de Ag y la molécula CD28 de linfocitos T (CD4 principalmente).
Las citoquinas son proteínas producidas por muchos tipos de células distintos que median las reacciones inflamatorias e inmunitarias. Son, asimismo, unos de los principales mediadores de la comunicación entre las células del sistema inmunitario. Son producidas en los primeros instantes de la activación celular, alertando a las diferentes células que poseen receptores para ellas en su membrana. Dentro de este nombre se agrupan: linfoquinas, monoquinas, quimioquinas, interleuquinas, interferones y factores estimuladores de colonias. Sus funciones son regular la duración y la amplitud de la respuesta inmune, tanto innata como específica, reclutar células a la zona de conflicto e inducir la generación de nuevas células a partir de los precursores hematopoyéticos. Objetivo último: Eliminar el patógeno y reparar los tejidos dañados.
Entre las funciones específicas más importantes cabe destacar: Actuar como hormonas del Sistema Inmune. Actúan a bajas concentraciones y pueden hacerlo sobre varios tipos celulares a la vez. Sin embargo, suelen ser de acción local. Median en la inmunidad innata e inflamación: Si un patógeno interacciona con un macrófago, se liberan monoquinas ( IL-1 , 6, 12 ó TNF , que provocan el proceso de inflamación) y atraen a células inmunocompetentes (quimioquinas como IL-8 ó MCP). Median la activación, proliferación, diferenciación y muerte de los linfocitos T y B ( IL-2, IFN g, IL-12, IL-4, IL-10). Estimulan la hematopoyesis, para mantener el número celular inmunocompetente en el organismo (GM-CSF: granulocito-macrófago factor estimulante de colonia, G-CSF).
