¡Descarga Sistema Inmunológico: Células del Sistema Inmune y Respuesta Inmune - Prof. Martínez y más Apuntes en PDF de Microbiología solo en Docsity!
TEMA 27.1. DEFENSA DE L'HOSTE DAVANT L'HOSPEDADOR - DEFENSA
INESPECÍFICA
Patògen: microorganisme que produeix un efecte negatiu a l'hospedador.
- Veritables patògens -> tenen la capacitat de causar dany a hospedadors sans.
- Patògens oportunistes -> causen dany quan canvien les condicions ecològiques de l'hospedador, quan aquest està immunodeprimit. · Bactèries patògenes: Gram-positives, Spiroquetes i Proteobactèries.
Patogènia: malaltia infecciosa.
Patogenicitat: és la capacitat d'un microorganisme de causar dany a l'hospedador. Es refereix a l'espècie o al gènere en la seva totalitat. Per exemple: · Bifidobacterium no és patògen. · Salmonella typhi sí que ho és. Només són patògens els organismes que superen les barreres de defensa de l'hospedador, gràcies a mecanismes de virulència. Si es salten totes les barreres immunològiques, causen la mort.
Virulència: terme quantitatiu, que indica el grau de patogenicitat d'un patogen. Una espècie patògena pot tenir soques més o menys virulentes.
Infecció: entrada, establiment i multiplicació de microorganismes en la superfície o l'interior de l'hospedador. NO és sinònim de malaltia, perquè no sempre es causa un dany (si és així es parla de malaltia infecciosa).
Mecanismes de defensa
Trobem des dels mecanismes més simples fins als més sofisticats. Segueixen una via evolutiva. Els mecanismes dels mamífers són els més evolucionats, però també podem trobar sistemes simples com la fagocitosi. ex: en unicel·lulars -> fagocitosi dels bacteris per part de les amebes. ex: en pluricel·lulars -> mucus intestinals.
- Sistema immunològic innat o constitutiu: es neix amb ell. Normalment coincideix amb el sistema immunològic no específic, dirigit a tots els patògens en general. Són els sistemes de defensa més senzills. Inclou la primera i la segona barrera de defensa.
- Sistema immunològic adquirit: es va adquirint al llarg de la vida. Normalment coincideix amb el sistema immunològic específic, que afecta a determinats patògens en concret. Aquests mecanismes són la tercera barrera de defensa, i poden ser naturals o artificials (vacunes).
Els patògens i els hostes evolucionen junts. Gairebé tots els mecanismes són de tipus constitutiu, innat. Entre aquests, podem diferenciar la primera i la segona línia de defensa.
- 1a línia de defensa:
- Barreres físiques: la pell (queratina i pH àcid), les mucoses i les seves secrecions (20-200 ml/dia de mocs), els cilis, la tos, els estornuts, etc.
- Barreres químiques: la suor (àcid làctic), les secrecions sebàcies, la saliva, les llàgrimes (lisozimes), l'HCl de l'estómac, el pH àcid de la vagina, el semen (agent antimicrobial).
- Barreres genètiques
- Microbiota normal: no deixa colonitzar els espais on ella es troba.
- 2a línia de defensa: Conjunt de cèl·lules i molècules que actuen en la resposta immune. Intervenen quan els agents infecciosos aconsegueixen atravessar la primera barrera. Acudeixen ràpidament a actuar al lloc d'infecció.
- FAGOCITOSI: procés que és dut a terme per eosinòfils, neutròfils i monòfils (aquests últims seran macròfags). Aquestes cèl·lules poden ser cridades al lloc on hi ha una partícula extranya o un focus d'infecció, presenten quimiotaxis. Si no són cridades, es van desplaçant per tot arreu distingint cèl·lules que no han d'estar allà (ex: reconeixen LPS de les Gram-negatives). Els fagocits desenvolupen les següents funcions: analitzar compartiments tissulars i descobrir microbis, partícules problemàtiques, o cèl·lules mortes i ferides / infestar i eliminar aquests materials / extreure informació immunogènica dels intrusos.
Procés de fagocitosi: · Quimiotaxis -> les cèl·lules són cridades a anar al focus d'infecció. · Reconeixement, unió -> utilitzen receptors per unir-se als microbis invasors. · Engulliment -> el fagocit engulleix a l'invasor, tot formant el fagosoma. · Fusió fagosoma-lisosoma -> el fagosoma s'uneix al lisosoma, formant el fagolisosoma.
d) Reparació del teixit
- FEBRE: resposta sistèmica de l'organisme. Augment de la temperatura corporal que es produeix per algun canvi en l'hipotàlem (regulador del termostat del cos). Les interleucines (molècules senyalitzadores secretades) activen les prostaglandines de l'hipotàlem, fent que augmenti la temperatura corporal. La febre és beneficiosa per a la defensa immunològica (dins d'un ordre), ja que afavoreix activitats enzimàtiques, així com la resposta del sistema immune. A més, pot desnaturalitzar enzims dels bacteris (tot i que també enzims del propi cos). Els pirògens són cèl·lules que actuen sobre els centres termorreguladors de l'hipotàlem, produïnt un augment de la temperatura corporal. Poden ser:
- Endògens -> sintetitzats pel propi hospedador (ex: interleucines).
- Exògens -> sintetitzats fora de l'hospedador (ex: lípid A de LPS de les G-)
Resposta sistèmica: febre · Un macròfag ingereix un bacteri Gram-negatiu. · El bacteri és degradat en una vacuola, alliberant les seves endotoxines, les quals indueixen la producció d'interleucina- (IL-1)en el macròfag. · El macròfag allibera IL-1 al torrent sanguini, el qual arribarà fins a l'hipotàlem, situat al cervell. · La IL-1 indueix en l'hipotàlem la producció de prostaglandines, que regulen el "termostat" de l'organisme en una temperatura superior, amb producció de febre.
- SISTEMA DEL COMPLEMENT: el sistema del complement és una cascada bioquímica que contribueix a eliminar els patògens d'un organisme. És una part del sistema immunitari que no és adaptable i que no canvia al llarg de la vida d'un individu; per tant, pertany al sistema immunitari innat. Tanmateix, pot ser reclutat i portat a l'acció pel sistema immunitari adaptatiu. El sistema del complement consisteix en una sèrie de petites proteïnes presents a la sang, que normalment circulen com a zimògens. Quan són estimulades per un d'entre diversos senyals, les proteases del sistema fragmenten unes proteïnes específiques per a alliberar citocines i iniciar
una cascada creixent de fragmentacions addicionals. El resultat final d'aquesta cascada d'activació és una amplificació massiva de la resposta i una activació del complex d'atac a la membrana, que mata cèl·lules.
Vies d'activació del complement: · Via clàssica -> el complement s'activa per la presència de complexes de reacció antigen-anticós. · Via alternativa -> el complement s'activa per la presència d'antigens solubles, normalment polisacàrids.
Què provoca el complement? · Lisi cel·lular -> complex d'atac a la membrana. Es creen porus a la membrana cel·lular, trencant la integritat de la cèl·lula: les proteïnes del complement s'insereixen a la membrana del patogen, creant un porus. Per aquest porus, entren aigua i ions, i la cèl·lula s'infla i es lisa. · Opsonització -> procés pel qual es promou la fagocitosi, degut a la unió de proteïnes del complement a la superfície microbiana. Es marca un agent patogen, per la seva posterior ingestió i destrucció per un fagòcit. Intervenen opsonines, diferents tipus de molècules (IgA, IgG, C3b, C4b) que reconeixen els antigens de les partícules a fagocitar, recobrint-les. Els fagòcits (ex: macròfags) tenen receptors d'opsonines a la seva superfície, de manera que les opsonines actuen com a pont entre la partícula a fagocitar i el fagòcit. · Inflamació -> les citocines C3a i C5a indueixen canvis a la permeabilitat vascular dels bacteris, i això provoca l'atracció de fagòcits.
- INTERFERONS: diferents tipus de molècules proteiques que tenen a veure amb la interferència en el cicle de replicació víric, inhibeixen la seva multiplicació. És una estratègia de defensa contra la infecció vírica. El virus a l'interior del citoplasma indueix a la síntesi dels interferons, que es sintetitzen fora de la cèl·lula infectada i s'introdueixen a cèl·lules sanes del voltant, on sintetitzaran unes proteïnes que les protegiran de la invasió de les partícules víriques (proteïnes antivirals), ja que aquestes proteïnes s'uniran al virus i inhibiran la seva replicació. És una resposta ràpida però de poca durada. Efectiu en cèl·lules no infectades, i en infeccions agudes. No és virus-específic.
immunogènics). Han de tenir un pes molecular superior a 10.000 Daltons, i ser complexos. Un anticós no reacciona amb tot l'antigen, sinó amb algunes parts o locus d'aquest antigen,que s'anomenen: determinants antigènics o epítops. Com més complexe sigui l'antigen, més reacció immunològica provoca, perquè podrà reaccionar amb més anticossos.
- Haptens -> molècules petites (massa petites com per tenir activitat immunogènica per elles mateixes) que es poden unir i lligar amb altres molècules més grans i complexes dins del cos, i formar així una estructura adequada per actuar. Un haptè és una substància química de petit pes molecular (menys de 10. daltons) que no indueix per sí mateixa la formació d'anticossos, però a l'unir- se a una proteïna transportadora (ex. albúmina), estimula una resposta inmunitària. En resum, un haptè és la part d'un antigen que per sí sola no dispara resposta inmune, pero sí poseeix especificitat.
(dibuix)
- ANTICOSSOS -> proteïnes immunoglobulines (Ig) unides a algunes cadenes de polisacàrids (glucoproteïnes). Són sintetitzades pels limfòcits B. Es representen amb una "Y", ja que estan constituïts per dues cadenes llargues (o pesades) i dues cadenes curtes (o lleugeres). Tant les cadenes lleugeres com les pesades, tenen una part constant, i una regió hipervariable, molt molt variable. En aquesta última zona s'uneix l'anticós amb l'antigen, el qual serà molt específic perquè la seva unió depèn de la seqüència d'AA d'aquella zona. Podem sintetitzar uns 1.000 milions d'immunoglobulines diferents. Per tal de produïr aquest elevat nombre d'Ig, es dóna la reorganització dels gens, i amb poc més de 100 gens, per combinació, es pot obtenir tota aquesta variabilitat.
- Limfòcits B -> cèl·lules que tenen un paper important en la resposta immunitària humoral. Les seves funcions principals, un cop són adults, són les següents:
- Proliferar i diferenciar-se per sintetitzar anticossos, en resposta a un antígen.
- Actuar com a cèl·lules presentadores d'antigens. Per a que realitzin aquestes accions, cal:
- Que l'antigen reaccioni amb un dels receptors que el B té a la membrana.
- Estímuls que activin les altres cèl·lules del sistema immune (limfòcits T), i que aquestes estimulin els limfòcits B per a la síntesi d'anticossos. Un determinat limfòcit B (varien segons els gens) només sintetitzarà un anticós concret.
Els limfòcits B es converteixen en cèl·lules de memòria , cèl·lules de llarga vida. Aquestes cèl·lules "recorden" els antigens d'una malaltia que ja hem patit, de manera que si ens tornem a infectar, reaccionaran i produïran anticossos molt ràpidament. Gràcies a elles ens tornem "immunes" davant l'exposició d'un determinat agent patogen, i no patirem els símptomes d'una malaltia si ja l'hem patit anteriorment. També podem trobar cèl·lules T de memòria.
- Limfòcits T -> cèl·lules responsables de la resposta immunitària cel·lular. Presenten unes proteïnes receptores a la superfície que s'uneixen de forma específica als antigens. La variabilitat d'aquestes proteïnes té el mateix origen que els anticossos: es generen per atzar. Tipus de limfòcits T:
- Limfòcits T citotòxics -> CD8+. Maten cèl·lules que tenen antigens extranys (endògens) a la membrana: fragments de virus o paràsits intracel·lulars. Interactuen amb proteïnes d'histocompatibilitat de classe I. Són estimulats per les citoquines alliberades pels T helper , així com per l'entrada d'antigens. Els CTL reconeixen les cèl·lules infectades pel patogen pel qual són específics (o cèl·lules tumorals) i les destrueixen segregant una sèrie de molècules que activen l'apoptosi de la cèl·lula diana: gràcies a les perforines, creen porus a la membrana dels antigens, fent que hi entrin aigua i ions, i que la cèl·lula s'infli i es lisi. Alguns dels limfòcits T citotòxics activats, es transformaran en cèl·lules de memòria.
- Limfòcits T helpers o col·laboradors -> CD4+. Estimulen, modulen i regulen la resposta immune mitjançant la síntesi i alliberament d'unes cèl·lules anomenades "citoquines". Aquestes citoquines estimulen als altres T helper , als T citotòxics, i als limfòcits B. Per tant, s'estimula la producció d'anticossos. (ex: suprimir activitat de cèl·lules, estimular la divisió de cèl·lules, etc.)
---> Activació dels limfòcits B per part dels T helpers per a la síntesi d'anticossos:
Són originàries de la medul·la òssia i són grans i granulars. Aquestes cèl·lules no destrueixen els microorganismes patogens directament, sinó que tenen una funció més relacionada amb la destrucció de cèl·lules infectades o que puguin ser cancerígenes. No són cèl·lules fagocítiques. Destrueixen les altres cèl·lules a través de l'atac a la seva membrana plasmàtica (perforines!!) causant difusió de ions i aigua cap a l'interior de la cèl·lula, augmentant el seu volum intern, i que aquesta es trenqui per lisi. Reconeixen les cèl·lules pròpies de l'organisme i les que no ho són gràcies al MHC.
S'activen per interferons, els quals són produïts per les cèl·lules infectades per virus o altres patogens (procés feed-back). També s'activen per les interleucines-2, que es formen als limfòcits T activats. També activació per anticossos. Les cèl·lules NK estan químicament caracteritzades per la presència del marcador CD56 i l'absència de CD3. Són cèl·lules inespecífiques que responen des del primer moment i destrueixen determinades cèl·lules diana. Les NK també destrueixen cèl·lules tumorals o infectades per virus, mitjançant apoptosi (mort programada). Es creu que aquestes cèl·lules detecten a la cèl·lula diana per reconeixement del glicocàlix anòmal. També es creu que les reconeixen quan les cèl·lules infectades o tumorals perden les cèl·lules del MHC (complexe major d'histocompatibilitat) de classe I, les quals inhibeixen l'acció de les NK.
[Per a tots els limfòcits: en el moment de la maduració (reorganització dels gens), com que es dóna a l'atzar, poden presentar una conformació amb la qual s'hi puguin encaixar proteïnes pròpies, i això ens causaria un dany. Per tal d'evitar-ho, hi ha un mecanisme de control que elimina els limfòcits que generen anticossos contra cèl·lules del propi cos.]
Resposta primària: trobada inicial del limfòcit B amb l'antigen. Proliferació i clonació. Per una banda es formaran cèl·lules plasmàtiques, que donaran lloc a anticossos al cap d'uns dies (IgM), i per l'altra, es formaran cèl·lules de memòria.
Resposta secundària: anys més tard, aquestes cèl·lules de memòria que s'havien format anteriorment, podran detectar el mateix antigen. Aleshores es formaran cèl·lules plasmàtiques, que donaran lloc a anticossos, i altre cop, més cèl·lules de memòria. Resposta més ràpida, més intensa i de més durada (com que n'hi haurà més, poden durar fins a uns quants anys). Menys retard entre l'entrada de l'antigen i l'aparició d'anticossos (IgG).
Conseqüències de la unió Antigen-Anticós
Els anticossos s'uniran allà on trobin l'antigen, i provocaran:
- Lisi cel·lular per activació del complement.
- Unió de l'antigen amb toxines i eliminació.
- Formació de grumolls (aglutinació), facilita la fagocitosi (ex: IgG 2 punts d'unió, divalent; IgM 10 punts d'unió).
- Opsonització: facilitació de la fagocitosi gràcies a que el bacteri estarà envoltat d'opsonines (anticossos) i això cridarà als fagocits per tal que engulleixin la partícula.
- Precipitació dels antigens solubles.
- Neutralització de les parts més perilloses dels bacteris o virus, disminució de la capacitat infectant al unir-se amb els determinants antigènics de la càpsula vírica.
- Inflamació.
- Fagocitosi.
(esquema final)
TEMA 27.3. VACUNES
Vacuna: suspensió de bactèries o virus, o alguns dels seus components o productes, que desencadenen una resposta immune en ser inoculats a l'hoste, però sense causar la malaltia. És a dir, introduïm l'antigen atenuat (o inactivat) a l'hoste, de manera que continuï presentant les seves propietats antigèniques (i l'hoste pugui desenvolupar els anticossos adequats) però que no causi dany.
1798 - Jenner. Pare de la vacunació. 1979 - erradicació de la verola segons la OMS.
Les vacunes han de ser: fàcils de produir, econòmiques, i que no necessitin refrigeració. No per a tots els patogens funciona el mateix tipus de vacuna.
Tipus de vacunes
- Organismes inactivats o atenuats: les vacunes amb organismes morts (o virus inactivats) s'han d'administrar diverses vegades per a que facin efecte; i alguns cops no serveixen en absolut.
- Toxoids (toxines inactivades): s'ha d'aïllar i modificar la toxina per a que no perjudiqui a l'organisme.
S'aïlla el fragment de DNA i s'insereix en un plàsmid, que fa de vector de transferència. Aquest plàsmid s'introdueix en un vector d'expressió (ex: E. coli ). Alguns acceptaran el gen i produïran el recombinant, i altres (la majoria) no. Així, es produeixen grans quantitats d'una única proteïna (subunitats) o de varies proteïnes d'un agent infecciós, que poden ser utilitzades com a vacuna de subunitats. · La producció de proteïnes sintètiques: vacunes sintètiques -> si s'aconsegueix identificar en la complexa estructura d'una proteïna els epítops o determinants antigènics d'interès immunològic, es pot reproduïr la seva seqüència mitjançant la síntesi química i realitzar un pèptid de síntesi idèntic al virus. S'anomena vacuna sintètica, però els nivells de protecció no sempre són els desitjats.
