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Capítulo: COMPONENTES DEL SISTEMA INMUNITARIO
INMUNOLOGIA
TEMA 1: PROPIEDADES GENERALES
DEL SISTEMA INMUNITARIO
¿Qué es la inmunidad? Es un estado de protección. La palabra inmune proviene del latín…
Necesitamos un sistema inmunitario para protegernos de las infecciones, las cuales pueden ser muy variadas, pueden ser de tipo bacteriano, vírico, fúngico o incluso gusanos, los cuales nos causan enfermedades. E ha visto que en el proceso de defensa también sufre daños el tejido del hospedador.
La clave está en reconocer todo aquello que pertenece a nuestro cuerpo de aquello que no nos pertenece para no matarnos a nosotros mismos.
Por tanto la función fundamental es protegernos contra microrganismos invasores que pueden dañar la salud del organismo. Pero además de la función de protección contra los invasores hay otras funciones que cumple el sistema inmunitario como limpiar los daños que se producen trans la eliminación del microrganismo invasor como células dañadas o muertas y sus componentes, también nos protege contra el cáncer, esto se sabe porque muchos individuos inmunodeficientes tienen más probabilidad de sufrir cáncer que individuos con un sistema inmune normal y también respeta la flora comensal beneficiosa y al feto.
Por tanto la inmunidad se define como la protección frente a las enfermedades infecciosas y alteración de células propias.
El sistema inmunitario RESPETA lo propio, mientras que es capaz de ELIMINAR y destruir lo no propio.
COMPONENTES DEL SISTEMA INMUNITARIO
Presenta componentes celulares y moleculares.
La defensa la pueden llevar a cabo cualquier célula pero las células especializadas en esta función son los leucocitos. Los componentes moleculares y celulares más importantes que intervienen en la defensa son:
Capítulo: ORGANOS PRODUCTORES DEL SISTEMA INMUNITARIO
ORGANOS PRODUCTORES DEL SISTEMA INMUNITARIO
Las células se pueden sintetizar en diferentes órganos, como el timo y la medula ósea que son los órganos linfoides primarios y el resto de los organismo linfoides son secundarios o periféricos, las células se sintetizaran en los órganos linfáticos primarios de donde se diferenciaran estas células a partir de células madre y pasaran a los órganos linfoides secundarios y pasaran a ser células inmunocompetentes. A estos órganos se les llama órganos linfoides porque la mayoría de las células que se observan en ellos son linfocitos.
COMPONENTES MOLECULARES DEL SISTEMA INMUNITARIO
En cuanto a los componentes moleculares los más importantes son los anticuerpos o inmunoglobulinas, lo más importante es que estas moléculas son moléculas que pueden unirse a los patógenos como a moléculas de la superficie de un virus, bacterias, a proteínas solubles que puedan estar en circulación, etc.
Otro componente molecular importante es el sistema complemento que lo forman un conjunto de proteínas plasmáticas que tiene se nombran C3, C4… y que lo que hacen es en presencia de un microbio o ciertas moléculas de un microrganismos, hacer que alguno de esos componentes se una y desencadenar una cascada enzimática denominada cascada del complemento en la que intervienen la mayoría de los componentes del complemento que termina en un poro en la membrana provocando la muerte de la célula.
Otro de los componentes importantes del sistema inmunitario son las citoquinas o citocinas , son proteínas solubles que las producen las células del sistema inmunitario, los leucocitos pero también las pueden producir otros tipos celulares y se excretan en respuesta a un invasor y van a tener un efecto sobre otros leucocitos u otros tipos celulares. Pueden tener un efecto local.
Capítulo: DETECCION DE LIGANDOS ESPECIFICOS.
En el sistema inmunitario se ha visto que hay dos formas de reconocimiento: o bien detectando moléculas que sean comunes a muchos microrganismos o la detección de ligando específicos.
La detección de ligandos comunes a diferentes microrganismos es limitado. Se necesitara también un número de receptores de membrana o solubles también limitado.
Los ligandos no suelen ser proteínas, sino azucares, lipopolisacaridos, bases nucleicas, etc., y se encuentran sobre todo en bacterias.
DETECCION DE LIGANDOS ESPECIFICOS.
Se generan una serie de linfocitos B con un receptor distinto que va a reconocer una estructura concreta, cuando hay reconocimiento con el antígeno la célula B se activa y comienza a proliferar y a hacer muchas divisiones de manera que lo que ocurre es una expansión clonar, gran parte de esa población de células que se han generado se diferencian en células productoras de antígeno (receptores) soluble los cuales difunden y llegan al lugar donde se encuentran los patógenos.
El número de ligandos diferentes es casi ilimitado, por tanto se necesitara un número de receptores específicos ilimitado. Estos receptores tienen diferente secuencia de aminoácidos pero tienen una misma estructura tridimensional.
DOS TIPOS DE INMUNIDAD
La inmunidad innata es un sistema no específico que se encuentra preformado y abarca la primera y segunda línea de defensa del organismo, la primera línea de defensa está constituida por la piel, las membranas mucosas y sus secreciones y la microbiota normal del organismo. Y la segunda línea de defensa son las células fagociticas de la sangre, la inflamación y la fiebre y las sustancias antimicrobianas.
Sin embargo la inmunidad especifica o adaptativa es una resistencia específica, es la tercera línea de defensa del organismo y lo forma los linfocitos especializados T y B y los anticuerpos.
Si no hubiera sistema inmune especifico llegaría un momento en el que el sistema inmune innato no podría controlar la infección y el individuo moriría, por tanto el sistema inmune innato es esencial pero no es suficiente además el sistema inmune especifico necesita jugadores esenciales del sistema inmune innato para poder funcionar.
Capítulo: TIPOS DE RESPUESTA
La inmunidad puede ser adquirida , bien de forma natural o artificial :
Inmunidad adquirida natural:
Activa: formación de anticuerpos por haber padecido una enfermedad. Pasiva: por el paso de anticuerpos a través de la placenta.
Inmunidad adquirida artificial:
Activa: por vacunaciones Pasiva: por administración de anticuerpos preformados.
TIPOS DE RESPUESTA
Se puede hablar de respuesta celular cuando esta mediada por células, por ejemplo una célula NK reconoce a otra célula infectada por virus, el reconocimiento seria esa interacción molecular que desencadena la respuesta , como la célula NK lo que hace es matar esa sería la respuesta, o la fagocitosis ya que es otra respuesta mediada por célula, por el fagocito.
Una respuesta humoral es la que se puede detectar en los humores o líquidos corporales y esta mediada por moléculas, en el 99% de las veces cuando se estudia una respuesta humoral se habla de la producción de anticuerpos en respuesta a un antígeno en el suero. Si en el día 0 administramos un antígeno “A” a un ratón y con el tiempo medimos la producción de anticuerpos del tipo IgM estamos estudiando la respuesta humoral.
Capítulo: EVOLUCION DEL SISTEMA INMUNITARIO
Por ejemplo en las alergias a un polen, se responde al polen como si fuera un microrganismo infeccioso pero como el polen no es perjudicial para nosotros, cuando se produce la respuesta inmunitaria lo que hace es que daña nuestros propios tejidos y cuando las personas no son alérgicas no se genera ningún tipo de respuesta, si el antígeno fuera un órgano de un trasplante la respuesta normal sería atacar el órgano porque el sistema inmune está detectando antígenos no propios y se produce un rechazo mientras que si no hay respuesta lo consideramos aceptación.
En ocasiones también se puede generar respuesta frente a un antígeno propio y a esto se le llama autoinmunidad, lo normal es que no se produzca reacción frente a antígenos propios y eso se llama tolerancia a lo propio, por último los tumores son propios pero el sistema inmunitario también vigila la aparición de tumores y hay una respuesta la respuesta normal es eliminar tumores pero cuando la respuesta inmunitaria no es suficiente no se inhibe la aparición de cáncer.
EVOLUCION DEL SISTEMA INMUNITARIO
La inmunidad innata y especifica no está presente en todos los seres vivos, por ejemplo en plantas solo aparece la inmunidad innata, también tienen sistemas enzimáticos en cascada parecidos a los del complemento, no tienen células fagociticas, pero los invertebrados si tienen células fagociticas y sustancias antimicrobianas y también poseen receptores que pueden detectar patrones moleculares concretos, el primero que se descubrió fue en Drosophila.
Capítulo: VACUNACION
En las esponjas se ha demostrado que se pueden hacer trasplantes.
Todos estos como no tienen células T y B no tienen inmunidad especifica.
La inmunidad específica aparece a partir de vertebrados. A partir de estos individuos hay más mecanismos inmunológicos ya que estos viven más.
VACUNACION
La vacunación ha sido la medida de salud pública más eficaz contra enfermedades infecciosas.
A costes muy bajos (1$ por persona) estimula al sistema inmune y protege durante toda la vida contra un patógeno. En España la inmunización es obligatoria y gratuita, para la mayoría de las vacunas. Hay enfermedades para las que hay vacunas eficaces en países desarrollados pero que no se administran universalmente por problemas políticos y económicos. Hay agentes infecciosos frente a los que no hay vacunas eficaces: tuberculosis, lepra, sífilis, HIV, HCV y malaria. Los procedimientos de la inmunología y la biología molecular modernas se aplican al desarrollo de nuevas vacunas.
Capítulo: CELULAS DE LA SANGRE
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De las células madre hematopoyéticas surgen dos tipos de progenitores que van a dar lugar a dos ramas distintas de células de la sangre, el progenitor linfoide y el progenitor mieloide.
El linfoide va a dar lugar a tres tipos de células fundamentalmente, estas son las células T, B y NK, para esto el progenitor linfoide se va a dividir en dos células, el progenitor de las células T y NK que se dividirá en el progenitor de las células T que dará lugar a las células T y el progenitor de las células NK que dará lugar a estas células. Y por otro lado el progenitor linfoide también se divide en el progenitor de las células B que dará lugar a este tipo de células. Además el progenitor linfoide también da lugar a células dendríticas (de origen linfoide).
Y el mieloide va a dar lugar a 6 tipos de células fundamentalmente, los megacariocitos (dan lugar a las plaquetas), eritrocitos, monocitos y a los 3 tipos de granulocitos (neutrófilos, Eosinofilos y basófilos). Para llegar a estas células el progenitor mieloide se divide en dos tipos de células, el progenitor de los eritrocitos y megacariocitos que por división y diferenciación dará lugar a estos dos tipos de células y el precursor de los granulocitos y macrófagos, esta célula se dividirá en el precursor de los granulocitos que dará lugar a los tres tipos de granulocitos nombrados anteriormente y en el precursor de los monocitos que dará lugar a los macrófagos, monocitos y células dendríticas pero en este caso de origen mieloide.
El número de estas células debe ser constante
Tipo de células Células/mm^3 % Eritrocitos 5.0 x 10^6 Plaquetas 2.5 x 10^5 Leucocitos: 7.3 x 10^3 (rango de 4.500 y 11.500 células)
Capítulo: NOMENCLATURA CD
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- Neutrófilos 50 - 70
- Linfocitos 20 - 40
- Monocitos 1 - 6
- Eosinofilos 1 - 3
- Basófilos <
Otros nombres:
Célula Virgen: Una célula virgen es aquella que nunca ha entrado en contacto con el antígeno, este término se utiliza sobre todo para linfocitos, porque un linfocito que no ha entrado en contacto con el antígeno tiene una morfología diferente que cuando ha entrado en contacto con un antígeno aunque puedan ser muy parecidas pero expresan moléculas distintas. Por ejemplo un linfocito B antes de entrar en contacto con el antígeno es una célula virgen pero cuando ha entrado en contacto con el antígeno se diferencia en dos tipos de células, las células plasmáticas productoras de anticuerpos que son las que van a llevar a cabo la respuesta efectora y las células memoria, y estas ya no son células vírgenes.
Células accesorias: estas células funcionan mostrando el antígeno a los linfocitos T y son necesarias para su activación, estas células son las células dendríticas, los macrófagos, etc. En el proceso de activación entran en contacto unas moléculas determinadas y se activan los linfocitos T.
05/02/
NOMENCLATURA CD
En realidad se refiere al nombre de las moléculas que expresan los leucocitos para poder distinguirlos según estas moléculas.
Al principio en realidad como había muchos laboratorios que producía diferentes tipos de anticuerpos. A todo ese grupo de anticuerpos que reconocía una molécula X se denominó grupo de diferenciación, pero al final lo que sirvió para agrupar anticuerpos que reconocían una molécula concreta derivo en que el nombre de grupo de diferenciación se le aplicaba a la molécula concreta, por tanto el CDn es una molécula que se encuentra en la superficie de una leucocito y que es reconocida por un determinado tipo de anticuerpos. Estos CD también pueden tener otros nombres.
Estudiando las diferentes moléculas que se descubrieron en los leucocitos se pueden hacer familias atendiendo a la función u otros criterios. Hay moléculas que son específicas de linaje (solo se expresan en linfocitos T, B…), otras indican activación, solo se expresan en células activadas pero no en células en reposo, de esta manera podemos distinguir la presencia de un linfocito B activado de uno no activado, otras moléculas solo se expresan durante la diferenciación de la célula pero no en células maduras (CD34 que se expresa en células madres totipotentes).
Un solo monocito puede expresar muchas moléculas CD.
Capítulo: ESTIRPE LINFOIDE
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Las células B2 las encontramos en la sangre y no expresan ni CD5 ni Mac1 y si expresan CD23, estas son la mayoría de las células B que encontramos.
Las células B1 no se conocen bien, producen anticuerpos IgM, y muchos de ellos son anticuerpos naturales, es decir, se producen sin estar en contacto con los antígenos, como los anticuerpos sanguíneos.
Linfocitos T
Vienen de un progenitor T que se que genera en la medula ósea, pero estas no terminan su diferenciación en la medula ósea, sino que colonizan el timo y es aquí donde se diferencian en dos tipos, las alfa beta y las gamma delta.
Estas se diferencian en el receptor antigénico, que es un heterodimero, puede ser una proteína alfa que va siempre con una beta o una gamma que va con una delta. Estas células funcionalmente son distintas.
Se clasifican de la siguiente manera: todas las células T expresan el receptor CD3, por tanto ese es su marcador de linaje. Pero las T alfa beta expresan las proteínas alfa beta y las T gamma delta expresan las proteínas gamma delta.
Dentro de las alfa beta encontramos dos tipos de células: las T helper y las T citotoxicas.
Th: Expresan el receptor CD4, estas células son inductoras o colaboradoras de respuestas inmunes y pueden reconocer antígenos expresados por moléculas de MHC-II. Tc: expresan el receptor CD8, estas células reconocen antígenos expresados por moléculas de MHC-I.
Dentro de las células gamma delta, solo unas pocas expresan el receptor CD8, pero estas células se conocen menos.
Estas células en la sangre son casi siempre células vírgenes y cuando encuentran al antígeno se pueden diferenciar: las células citotoxicas se diferenciaran a células de memoria o efectoras y las células colaboradoras o helper a células de memoria o efectoras también. Cada una con unos marcadores.
Otros marcadores importantes de las células T:
CD28: importante en la co-estimulación tras la unión con el Ag, evita la anergia. CTLA-4 (CD152): reduce la función de la célula T (regulador negativo). CD45RA y CD45RO: están relacionadas con la activación. Las células que no han estado en contacto nunca con el antígeno presentan CD45RA.
Capítulo: ESTIRPE LINFOIDE
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Todas estas células muchas veces no se pueden distinguir por marcadores, pero si por las sustancias que secretan:
Células NK
Se generan en la medula ósea a partir de un progenitor linfoide que dará lugar a precursor NK y finalmente a una NK madura.
¿Cómo podemos distinguir estas células en la sangre?
Representan más o menos el 10 o 15% de los linfocitos.
No hay marcadores de linaje específicos de NK por tanto se hace siempre por una combinación de marcadores para poder identificarlos. Estas células deben ser CD3-, CD16+, CD56+.el CD es muy importante para la NK porque le va a servir para activarse y el CD56 es una molécula de adhesión.
Las células NK matan células tumorales, células infectadas por virus, células que no expresan el mismo MHC…
Las células NKT son otro tipo de células. En realidad son T porque son CD3 pero como expresan CD16 entre otros y otros receptores típicos de NK y pueden matar células, (lo cual es típico de las NK) se las conoce como NKT. Estas células son distintas a las células T convencionales, tienen un TCR especial y reconocen a unos antígenos especiales y los reconocen de distinta manera.
Pueden secretar rápidamente gran cantidad de factores solubles y pueden influir mucho en las respuestas inmunitarias, esto lo sabemos porque aparecen en gran cantidad durante el desarrollo de una respuesta a una infección.
Capítulo: Monocitos
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Células Dendríticas
Se encuentran en la sangre y en los tejidos (mayoritariamente en los tejidos).Se pueden distinguir por una serie de moléculas que expresan constitutivamente: MHCII y moléculas B (CD80 y CD86)
Las células dendríticas tienen diferentes nombres dependiendo del tejido:
Langerhans: epitelio Interdigitantes: ganglio y timo Foliculares: ganglio. Bazo y mucosa De centro germinal: ganglio
Son de origen mieloide aunque también las hay de origen linfoide.
En los tejidos podemos encontrar diferentes tipos de células dendríticas que pueden expresar un conjunto de receptores (patrones moleculares) diferentes. Estos patrones moleculares, no solo permiten la identificación de los diferentes tipos, sino que también hacen a estas células funcionalmente diferentes.
Estas células, su principal función es la presentación de antígeno, esta actividad la necesita el linfocito T para poder activarse ya que los linfocitos T son incapaces de contactar directamente con el antígeno , además necesita recibir otras señales de esa célula.
A las células dendríticas se las llama células centinela.
Las células dendríticas son las mejores células presentadoras de antígeno y además pueden modular la acción de otras células mediante la producción de factores solubles esto las hace muy importantes en la inducción y en la regulación de las respuestas innatas y adaptativas.
CELULAS PRESENTADORA DE ANTIGENO
Es aquella que es capaz de presentar el antígeno al linfocito T.
Hay 3 tipos de células presentadoras de antígeno: las células dendríticas, los macrófagos y las células B.
Estas células se pueden distinguir porque expresan moléculas MHC-II y también poseen moléculas co-estimuladoras (CD80, CD86, etc.), estas moléculas se necesitan para que la célula T pueda recibir las señales que necesita para poder activarse.
Capítulo: Monocitos
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La expresión de MHC-II de estas células puede variar dependiendo del momento de la vida de cada una de estas células o del estado de activación, etc. Es decir, la expresión es constitutiva pero se incrementa con la activación.
CELULAS DE LANGHERHANS
Estas células son un tipo de célula dendrítica, por tanto son muy buenas presentadoras de antígeno, estas células en concreto se encuentran en la dermis, y cuando hay una infección y detectan el antígeno “avisan”, captan los antígenos, los internalizan y migran , entran en los vasos linfáticos y cuando llegan al ganglio linfático y cuando llegan se depositan en una zona donde hay muchas células T, ahí se quedan y pueden madurar, la maduración consiste en qu2e las señales que han recibido cuando han entrado en contacto con el antígeno hacen que moléculas importantes en la presentación del antígeno se expresen más, como el MHC-II y las moléculas co-estimuladoras, ahora podrán enseñar el antígeno a los linfocitos T del ganglio linfático que lo puedan reconocer, y se iniciara la activación de la célula T.
Hay otros tipos de células dendríticas que no son exactamente iguales que las anteriores, estas son específicas:
- Células dendríticas foliculares: están en los folículos linfoides de los ganglios linfáticos, estas células no sirven para activar las células T ya que no expresan moléculas de MHC-II ni moléculas co-estimuladoras. Estas células también se pueden encontrar en la zona de las células B de los folículos secundarios del bazo, y en el tejido linfoide de las mucosas. Estas células expresan CR (CD35 y CD21) y FcR que fijan antígenos en su superficie para que sean reconocidos por las células B. Las células dendríticas foliculares no tienen origen en la medula ósea.
Capítulo: MASTOCITOS
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Son grandes, con núcleo bilobulado y gran cantidad de gránulos. Pueden entrar en tejidos por extravasación, atraídos por el factor quimiotactico de anafilaxis (liberado por células T, mastocitos y basófilos). También producen productos reactivos de oxígeno.
Basófilos :
Son muy pocos y también tiene que ver en la eliminación de parásitos y en el desarrollo de las alergias. No son capaces de fagocitar.
Tienen este nombre porque sus gránulos se tiñen con colorantes básicos, estos gránulos contienen heparina, SRS-A (sustancia de reacción lenta de la anafilaxis), histamina y factor quimiotactico de Eosinofilos en la anafilaxis.
MASTOCITOS
Estas células no se encuentran en circulación, en todo caso se puede distinguir algún precursor, ya que este se genera en la medula ósea y pasa a la sangre y de ahí pasa a los tejidos y se coloca cerca de los vasos sanguíneos. Son células grandes con gran cantidad de gránulos que contienen moléculas muy importantes como es la histamina.
Son muy importantes en el inicio de la inflamación. Por ejemplo en un proceso de alergia, los mastocitos que están cerca de los vasos sanguíneos detectan el alérgeno y liberan el contenido de los gránulos, la histamina y otros compuestos como el factor quimiotactico de Eosinofilos en la anafilaxis y comienza el proceso de inflamación de la zona. La degranulacion se produce por sustancias derivadas del complemento y por entrecruzamiento de receptores de IgE.
ORGANOS PRODUCTORES DE CELULAS
Los órganos primarios o centrales (timo o medula ósea) son en los que se van a producir las células a partir de células madre, por lo que aquí vamos a encontrar células inmaduras (no inmunocompetentes), en la medula ósea se producen prácticamente todos pero los linfocitos T terminan de diferenciarse en el timo, por lo que en los tejidos secundarios vamos a encontrar células maduras y son las inmunocompetentes por tanto es ahí donde se va a hacer la respuesta.
Capítulo: ORGANOS PRODUCTORES DE CELULAS
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MEDULA OSEA
Es un tejido blando que tiene color rojo y que se encuentra en la parte central de los huesos grandes, largos o planos. El color rojo se debe al gran contenido en eritrocitos. Es un tejido muy blando y se desmorona en seguida, ya que las células no están unidas fuertemente.
Aquí podemos encontrar diferentes tipo celulares, unos serian células madre, no en gran cantidad, pero también podríamos encontrar diferentes tipos de leucocitos en diferentes estados de diferenciación junto con otro tipo de células que se conocen como células estromales (adipocitos, fibroblastos…) aparte de esto también hay células maduras como células plasmáticas células T y macrófagos.
Las células plasmáticas (células B productoras de anticuerpos) son muy abundantes en la medula ósea, lo que nos indica que parte de la medula ósea está funcionando como un órgano linfoide secundario, estas células son células B que se activaron en los órganos linfoides secundarios, después de la activación se instalaron en la medula ósea para producir anticuerpos, son las responsables de que tengamos de manera continua anticuerpos en circulación.
Por tanto la medula ósea no solo actúa como un órgano linfoide primario, sino también como un órgano linfoide secundario porque presenta estas células plasmáticas que ya son efectoras.
EL TIMO
Es un órgano encapsulado que el bilobular, se encuentra en el tórax, está pegado al esternón encima del corazón y es el órgano donde van a madurar los linfocitos T. Suele ser bastante grande con respecto al peso corporal cuando se nace, va aumentando hasta el comienzo de la pubertad pero con la edad se va reduciendo en tamaño y la zona de producción de linfocitos T, por lo que cada vez producimos menos.
Histología del Timo: Está recubierto por una capsula de tejido conjuntivo y dentro podemos distinguir con tinciones básicas, dos zonas, una zona oscura porque hay muchas células donde lo que se tiñen son los núcleos, y esta zona oscura que esta próxima a la zona de la capsula es la corteza y la parte central que es más clara se denomina medula.
En las trabéculas que son prolongaciones de la capsula al interior, hay vasos sanguíneos y es por donde se introducen los precursores de las células T. Los timocitos están más diferenciados conforme se aproximan a la medula.
