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2º BACHILLERATO DPTO BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA.IES FERNANDO DE MENA
TEMA 21. LA INMUNIDAD.
1.-Mecanismos de defensa de los animales.
1.1. Barreras primarias
1.2. Barreras secundarias. La inflamación
2.- La inmunidad.
2.1. Tipos de inmunidad.
3.- El sistema inmune.
3.1. Los linfocitos.
3.2. Órganos linfoides.
3.3. Antígenos.
3.4. Anticuerpos.
4.- Mecanismos de acción del sistema inmune.
4.1. La respuesta inmune.
4.2. La reacción antígeno-anticuerpo.
4.3. Sistema del complemento.
4.4. El interferón
1.- MECANISMOS DE DEFENSA
1.1. Barreras primarias.
Para invadir el cuerpo de los animales, los microorganismos patógenos deben atravesar su piel o bien penetrar por alguno de sus orificios naturales.
La piel de los mamíferos es una barrera mecánica casi infranqueable gracias a su grosor y a su pH algo ácido. Por añadido, la flora bacteriana de nuestra piel impide el asentamiento y desarrollo de otros microbios que se depositen sobre ella.
No obstante, la piel puede ser traspasada fácilmente por los microorganismos a través de lesiones o heridas.
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En las aberturas naturales de los animales como la boca, el ano, las fosas nasales, etc, las barreras defensivas son las secreciones mucosas que recubren los epitelios. En la saliva, las lagrimas y en secreción nasal existe una enzima, la lisozima capaz de destruir la mureína de la pared bacteriana. Las secreciones ácidas del epitelio vaginal y de los conductos digestivos forman un ambiente desfavorable para la vida de los microorganismos. En las mucosas respiratorias, las partículas extrañas y los microorganismos quedan atrapados por el mucus y son eliminados por los movimientos ciliares y por la tos y el estornudo.
También la flora bacteriana propia del tubo digestivo contribuye a impedir la proliferación de microorganismos patógenos.
La piel y todas estas secreciones mucosas reciben el nombre de barreras defensivas primarias.
1.2. Barreras secundarias
Cuando los microorganismos patógenos logran vencer las dificultades que representa atravesar las barreras primarias y penetran en el interior de los animales, se ponen en marcha las barreras secundarias: el mecanismo de defensa fagocítica, que incluyen varios tipos de leucocitos (células sanguíneas) como los monocitos y los neutrófilos:
- Los monocitos , después de permanecer varios días en el torrente sanguíneo, se transforman en células más grandes y con mayor capacidad fagocítica, denominados macrófagos.
- Los neutrófilos o micrófagos , se encuentran en el torrente sanguíneo y son atraídos por las sustancias químicas que liberan los tejidos infectados.
El proceso de fagocitosis en un tipo de endocitosis que engloba a los microorganismos en vacuolas fagocíticas y les incorpora enzimas hidrolíticas de los lisosomas (fagolisosomas), lo cual destruye los microorganismos fagocitados.
Para facilitar el proceso fagocítico se produce en el cuerpo una serie de fenómenos entre los que destaca la dilatación de los vasos sanguíneos locales (con lo que llega más sangre y por tanto más leucocitos a la zona afectada), la inflacación y el aumento de temperatura de la zona, por el mayor aporte sanguíneo y el aumento de la permeabilidad vascular, lo que facilita la salida del plasma y las células defensivas. Es la denominada respuesta inflamatoria.
La última barrera defensiva de los animales (la barrera terciaria) una vez superada la barrera fagocítica es el sistema inmunitario, constituido por sustancias químicas orgánicas, los anticuerpos y por células especiales que se encargan de reconocer específicamente a microorganismos y moléculas extrañas, de unirse a ellos y de facilitar su destrucción.
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La inmunidad también puede adquirirse artificialmente mediante el uso de
técnicas ajenas al organismo. El médico inglés Edward Jenner, a finales del S.
WVIII consiguió que personas sanas fueran inmunes a la viruela, inyectándoles
extractos de pústulas de vacas enfermas de viruela vacuna. Estas personas
nunca padecieron la viruela. De esta manera Jenner inventó lo que conocemos
como vacunación. Este método consiste en inyectar microbios muertos o
atenuados de la enfermedad que se quiere prevenir para activar el sistema
inmune y que se formen anticuerpos específicos para esa enfermedad. Se
genera así inmunidad de tipo activo. Las vacunas son preventivas y no curativas
y sus efectos son bastante duraderos (hasta toda la vida).
La sueroterapia confiere también inmunidad artificial pero en este caso
consiste en tratar al paciente de una enfermedad infecciosa con anticuerpos
específicos. Se utiliza con fines curativos y es una inmunidad pasiva de duración
limitada.
Fig. 21. 2. Tipos de inmunidad
3. EL SISTEMA INMUNITARIO.
El conjunto de células y de moléculas implicadas en los procesos de inmunización
forman el llamado sistema inmune o inmunitario. La característica más importante de
este sistema es su capacidad de reconocimiento de moléculas extrañas al organismo,
lo que provoca el desencadenamiento de una serie de procesos celulares y
moleculares que conducen a la neutralización o destrucción de esas moléculas
extrañas. Es muy importante tanto en la defensa del organismo ante las infecciones
microbianas como ante los desórdenes celulares como los tumores.
Todas las moléculas que son capaces de activar el sistema inmune reciben el
nombre de antígenos. En principio, cualquier macromolécula ajena al organismo es
reconocida por el sistema inmune, lo que desencadena una respuesta inmune. Estas
respuestas pueden ser de dos tipos: respuestas producidas por células ( inmunidad
celular ) y respuestas producidas por moléculas llamadas anticuerpos (in munidad
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humoral ) Ambos tipos de respuestas están relacionadas con células sanguíneas
llamadas linfocitos (glóbulos blancos). Los órganos linfoides son todos aquellos donde
se forman, se transforman o se acumulan los linfocitos.
3.1. Los linfocitos.
Los linfocitos (20-40% del total de glóbulos blancos) son células que se
encuentran en la sangre y en la linfa. Son la base de dos tipos de inmunidad, la
inmunidad humoral y la inmunidad celular. Proceden de células madre
hematopoyéticas que se encuentran en la médula ósea roja de los huesos. Estos
linfocitos maduran en la propia médula ósea o en el Timo. Existen dos tipos:
a) Linfocitos B. Se forman en la médula ósea de los mamíferos y son los
responsables de la llamada inmunidad humoral. Estos linfocitos tienen
proteínas en la superficie de su membrana capaces de reaccionar con
antígenos específicos de microorganismos y de producir anticuerpos libres.
b) Linfocitos T. Maduran en el timo y no son capaces de producir anticuerpos.
Disponen en su superficie de receptores capaces de reconocer antígenos de
otras células. Intervienen en la inmunidad de tipo celular. Los linfocitos T
pueden producir diferentes tipos de respuesta inmune, por lo que se
diferencian tres tipos:
o Linfocitos T citotóxicos o Tc. Destruyen a las células infectadas por virus
antes de que éstos proliferen en su interior.
o Linfocitos T colaboradores o Th. Se encargan de activar a los linfocitos B
y de iniciar la proliferación de los linfocitos T mediante la secreción de
unas moléculas llamadas interleucinas. Además son capaces de activar
a los macrófagos aumentando su capacidad de fagocitosis, mecanismo
conocido como interferón.
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Un tipo particular de linfocitos son las células asesinas o NK (del inglés Natural Killer).
Estas células se encuentran normalmente en la sangre y se encargan de destruir
algunos tipos de células cancerosas o bien infectadas por virus.
Fig. 21.5.
3.2. Los órganos linfoides.
Reciben este nombre todos aquellos órganos relacionados con la formación, maduración o acumulación de linfocitos:
- Médula ósea roja , que se encuentra en el interior de los huesos planos como los del cráneo, de los huesos cortos como las costillas y en las epífisis o cabezas de los huesos largos. En la médula se encuentran las células madre precursoras de los linfocitos. Estas células madre pueden madurar en la propia médula ósea roja y dar lugar a linfocitos B o migrar al timo donde se transforman en linfocitos T.
- Bolsa de Fabricio , que se encuentra únicamente en las aves. En ella maduran las células madre y se transforman en linfocitos B.
- Timo , en el maduran los linfocitos T.
- Bazo, se encarga de filtrar la sangre y de eliminar los eritrocitos y leucocitos defectuosos. Además hay zonas ricas en linfocitos B y linfocitos T que responden ante la presencia de antígenos en la sangre.
- Ganglios linfáticos, su función es similar al bazo. Se encargan de filtrar la linfa. Se concentran en los capilares linfáticos de las ingles, axilas, zona cervical y subclavicular. Su inflamación es indicio de una infección microbiana y de la activación del sistema inmunológico.
- Otros órganos linfoides son las amígdalas , el apéndice y las placas de Peyer , en las que se acumulan células inmunocompetentes.
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Fig. 21.6. Órganos linfáticos.
3.3. Los antígenos.
Toda sustancia que sea capaz de desencadenar una respuesta inmune recibe el nombre de antígeno. Generalmente son macromoléculas que pertenecen a microorganismos (heteroantígenos), pero también pueden actuar como antígenos moléculas de otro individuos de la misma especie (isoantígenos) y moléculas del propio animal (autoantígenos), volviéndose el aparato inmune contra uno mismo en el fenómeno conocido como autoinmunidad, causa de graves enfermedades.
Los antígenos presentan una pequeña zona de su molécula denominada determinante antigénico mediante la cual se unen específicamente a los receptores de membrana de los linfocitos.
3.4. Los anticuerpos.
Los anticuerpos son moléculas proteicas producidas por los linfocitos B que están destinadas a unirse específicamente a los antígenos. Los anticuerpos producidos por los linfocitos B pueden quedar adheridos a su membrana donde actúan como anticuerpos de superficie receptores de antígenos o bien son segregados al exterior de la célula como anticuerpos solubles circulantes en la sangre.
Los anticuerpos son proteínas del grupo de las globulinas y por sus propiedades inmunológicas reciben también el nombre de inmunoglobulinas (Ig). La estructura básica de las Ig son cuatro cadenas polipeptídicas: dos cadenas ligeras o L iguales y dos cadenas pesadas o H , también idénticas. Ligadas a las cadenas H hay moléculas de oligosacáridos. Las cadenas
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4. MECANISMOS DE ACCIÓN DEL SISTEMA INMUNE
4.1. La respuesta inmune.
La detección de moléculas extrañas pone en marcha todo el complejo mecanismo de proliferación y maduración de células inmunocompetentes y de producción de anticuerpos, lo que se denomina respuesta inmune. Se conocen dos tipos de respuesta inmune:
a) Respuesta inmune primaria : Es la que se produce ante el primer contacto con un determinado antígeno. Al cabo de varios días de de este contacto empiezan a aparecer anticuerpos en la sangre del organismo infectado cuya producción va en aumento hasta una fase estacionaria en la que empiezan a declinar. Los anticuerpos formados son del tipo IgM. Al cabo de varias semanas estos anticuerpos son casi imperceptibles en la sangre. b) Respuesta inmune secundaria : Cuando el sistema inmune detecta por segunda vez la presencia de un mismo antígeno, origina una respuesta distinta a la anterior. Hay menos retraso entre la entrada del antígeno y la aparición de anticuerpos, que son del tipo IgG, siendo su producción mucho más rápida, su concentración más alta y su persistencia en sangre muy superior (varios años). De esta manera ante la entrada por segunda vez del mismo antígeno, el organismo no padece la infección (y no se pone enfermo)
Las características de la respuesta inmune secundaria (más rápida, más intensa y de más duración) indican claramente que existe una memoria inmunológica. La base de esta memoria está en los linfocitos, algunos de los cuales, tras el primer contacto con el antígeno se transforman en células de memoria (B o T) sobreviviendo gran parte de la vida del animal. Estos linfocitos están continuamente circulando en la sangre del individuo por lo que detectan rápidamente una nueva entrada del antígeno, desencadenando una rápida producción de IgG.
4.2. La reacción antígeno-anticuerpo.
Los anticuerpos, al reconocer a los antígenos, se unen a ellos mediante enlaces de Van der Waals, fuerzas hidrofóbicas o iónicas, en una reacción denominada antígeno-anticuerpo. Esta reacción es extraordinariamente específica ya que un anticuerpo puede reconocer entre una multitud de determinantes antigénicos únicamente aquellos que le son complementarios. Existen cuatro tipos de reacción antígeno-anticuerpo:
a) Reacción de precipitación : Cuando los antígenos son macromoléculas solubles, al unirse a los anticuerpos libre en el plasma, forman complejos tridimensionales insolubles que precipitan.
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Fig. 21. b) Reacción de aglutinación : Se produce al reaccionar los anticuerpos con moléculas de antígenos situadas en la superficie de bacterias u otras células. Como resultado forman agregados que sedimentan con facilidad. Los antígenos de la superficie de las células que provocan la aglutinación se denominan aglutinógenos , mientras que los anticuerpos específicos son aglutininas.
Fig. 21. 9 Reacción de aglutinación
c) Reacción de neutralización : Se efectúa principalmente con virus y consiste en la disminución de la capacidad infectante del virus cuando se unen a él los anticuerpos d) Reacción de opsonización : Los microorganismos o las partículas antigénicas son fagocitados más ávidamente por los fagocitos sanguíneos cuando tienen unidas a su
