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SFC 4º M 2007-2008
Sistemas Inmune/Linfático
Linfocitos Atacando aCélulas Cancerígenas.
Leucocitofagocítico
Sistemalinfático
Peleandocon el enemigo
Gustavo Toledo C.Profesor Biología Y
Ciencias
SFC 4º M
Vías de ataque Puntos de entrada
Sistema digestivo Sistema respiratorio Tracto urogenital Lesiones en piel
Rutas de ataque Sistema circulatorio Sistema linfático
SFC 4º M
¿por qué un sistema inmune? Ataque desde el exterior
Muchos organismos desean que seas parte de ¡su cena! Los animales son fuente de comida nutritiva.
Las células son paquetes de macromoléculas Sin pared celular
Cambiaron la movilidad por la susceptibilidad Los animales deben defenderse por si solos contra invasores
virus HIV, gripe, resfrío, sarampión, varicela, SARS
bacterias neumonía, meningitis, tuberculosis
fungi Hongos y levaduras(“pie de atleta…)
protistas ameba, enfermedad de Lyme, malaria
Ataque desde el interior Defensa contra células anormales= cáncer
Mmmmm,¿Qué hay en tu
lonchera?
SFC 4º M
Sistema linfáticoProducción y transporte de GB
Atrapa invasores extraños
Nodo linfático
Vasos linfáticos(dispuestos entre vasos sanguíneos)
SFC 4º M
Desarrollo de GR y GB
Fagocitos de corta vida60-70% GB
Desarrollan enmacrófagos
Respuestainflamatoria
Lucha contraparásitos
Red blood cells
SFC 4º M
Líneas de defensa 1ª línea: Barreras
Defensa externa amplia “muros y fosos”
Piel y membranas mucosas 2ª línea: Patrón no específico
Amplia defensa interna “soldados patrullando”
Leucocitos = G. blancos fagocíticos macrófagos
3ª línea: Sistema inmune específica, inmunidad adquirida
“unidades de elite entrenadas” Linfocitos y anticuerpos
Células B y Células T
Bacteria e insectosheredan resistencia.
Vertebradosadquieren inmunidad
SFC 4º M
1ª línea: Defensa externa Defensas físicas y
químicas Defensa no específica
Barrera externa Células epiteliales y
membranas mucosas Piel Sistema respiratorio Sistema digestivo Tracto urogenital Luz de la tráquea:
células ciliadas y células secretoras de mucus
SFC 4º M
1ª línea: Barreras químicas en el epitelio Piel y secreciones mucosas
sudor pH 3-5
lágrimas Acción de limpieza
mucus Atrapa microbios
saliva anti-bacteriano
Ácido gástrico pH 2
Proteínas antimicrobianas Enzima lisozima
Digiere las paredes de bacterias
SFC 4º M
2da línea: Patrullaje interno de amplio rango
leucocitosleucocitos Defensa innata general Respuesta rápida
Células patrulladoras y proteínas Atacan a invasores que
penetran las barreras externas del cuerpo Leucocitos
Células blancas fagocíticas
Sistema de complemento Proteínas antimicrobianas
Respuesta inflamatoria
SFC 4º M
Leucocitos: GB fagocíticas
Atraídas por señales químicas liberadas por células dañadas Entran al tejido infectado, fagocitan e ingieren
microbios lisosomas
Neutrófilos GB más abundantes (~70%) Viven cerca de 3 días
Macrófagos “gran comedor”, vida más larga
Células NK (asesinas naturales) destruyen células cancerígenas
y a las infectadas por virus
SFC 4º M
Fagocitos
levaduramacrófago
SFC 4º M
Las Natural Killer perforan a las células Liberan proteína perforina La insertan en la membrana de las
células blanco forman poro que permite a fluidos
entren a la célula Ruptura celular (lisis)
apoptosis
Destrucción de células dañadas
perforina perfora lamembrana
Membranacelular
Natural killer
Membranacelular
Célula infectadapor virus
vesícula
perforina
SFC 4º M
Proteínas antimicrobianas Sistema de complemento
~20 tipos de proteínas circulan en el plasma
Atacan a células de bacterias y hongos Forman complejo de ataque a la membrana Perforan a célula blanco Apoptosis
Lisis celular
Membrana plasmática del microbio invasor
Proteínas de complemento forman la lesión celular
Fluido extracelular
Proteínas complemento
Célula bacteriana
SFC 4º M
Respuesta inflamatoria Daño a tejido gatilla
respuesta inflamatoria local no específica libera histamina y
prostaglandinas Capilares se dilatan,
más permeable Mayor afluencia de sangre Arriban GR, GB, plaquetas,
factores de coagulación Lucha contra patógenos Formación de coágulo Se forma edema, enrojecimiento
y calor en inflamación e infección
SFC 4º M
Respuesta inflamatoria
Bacteria
Vasos sanguíneos
Señales químicas de
alarma
Espina o clavoBlood clot
Fagocitos
inflamación
Reacción a tejidos dañados
SFC 4º M
Fiebre
Cuando una respuesta local no es suficiente Respuesta sistémica a la infección Macrófagos activados liberan interleucina-1
Gatilla que el hipotálamo ajuste el termostato natural para subir la temperatura corporal
La temperatura alta ayuda a la defensa Inhibe el crecimiento bacteriano Estimula la fagocitosis Acelera la reparación de tejidos Causa que el hígado y el bazo almacene
hierro, reduciendo sus niveles sanguíneos Bacterias tienen alta necesidad
de hierro para crecer
SFC 4º M
defensa específica Linfocitos
linfocitos B (Células B) linfocitos T (Células T)
anticuerpos inmunoglobulinas
Responden… antígenos
Patógenos específicos Toxinas específicas Células corporales anormales (cáncer)
3ª línea: Inmunidad Adquirida(activa)
SFC 4º M“propio” “extraño”
¿Cómo se reconocen a invasores: antígenos
Antígenos Proteínas que sirven como marcadores celulares
Antígenos extraños causan respuesta GB virus, bacteria, protozoa, gusanos parásitos, fungi, toxinas no-patógenos: polen y tejido trasplantado
Células B y T responden a diferentes antígenos Células B reconocen a antígenos intactos
Patógenos en sangre y linfa Células T reconocen fragmentos de antígenos
Patógenos que ya han infectado a células
SFC 4º M
Linfocitos Células B
Maduran en médula ósea Sistema de respuesta humoral
“humor” = fluido corporal produce anticuerpos
Células T Maduran en el timo Sistema de respuesta celular
Aprende a distinguir antígenos “propio” de “no propios” durante la maduración
Si hay reacción a antígenos “propios” ellos son destruidos durante la maduración.
Médula ósea
SFC 4º M
Anticuerpos Proteínas que se unen a antígenos específicos
Proteínas multi-cadenas producidas por las células B Se une a una región que se ajusta a la forma molecular del
antígeno Cada anticuerpo es único y específico
Millones de anticuerpos responden a millones de antígenos extraños
marcado “rápido” “esto es extraño…!”
Cada célula Btiene ~100.000
receptores de antígeno
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YYY
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Y Y
antígenoSitio de unión del antígeno al
anticuerpo
región variable de unión
SFC 4º M
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Estructura de los anticuerpos
Cadenas livianas
Sitio de unión al antígeno
Cadenas pesadas
Sitio de unión al antígeno
Cadena liviana
Cadena liviana
Cadena pesada
Membranade células B
Región variable
Sitio de unión al antígenoY
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Y
Y
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SFC 4º M
Células B Respuesta humoral = “en fluido”
Defensa contra atacantes que circulan libres en sangre y linfa.
Respuesta específica Produce anticuerpos
contra antígenos específicos Tipos de células B
Células plasmáticas Producción inmediata de anticuerpos Respuesta rápida, liberadas en corto tiempo
Células de memoria Inmunidad por largo tiempo
SFC 4º M
¿cómo trabaja un anticuerpo?
macrophageeating tagged invaders
invading pathogens tagged with anticuerposY
Y
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SFC 4º M
Inmunoglobulinas IgM
1ª respuesta inmune Activa proteínas de complemento
IgG 2ª respuesta, principal anticuerpo que circula en plasma Promueve fagocitosis por macrófagos
IgA En secreciones externas, sudor y leche materna
IgE Promueve liberación de histamina y muchos fluidos
corporales Evoluciona como reacción a parásitos Gatilla reacciones alérgicas
IgD Receptores de células B???
macrophageeating tagged
invaders
invading pathogens tagged with anticuerpos
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YY
YY
Clases de anticuerpos
semanas0 2 4 6
IgM IgG
Exposición Al
antígeno
Niv
ele
s d
ean
ticu
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SFC 4º M
Respuesta inmune de células BTesteado por
Células B(En sangre y linfa)
10 a 17 días para respuesta completa
invasor(antígeno extraño) Células B + anticuerpos
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reconocimiento
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Clon(Miles de ellas)Y
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PlasmocitosLiberan anticuerpos
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Células de memoria“reservas”
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Yinvasorcapturado
SFC 4º M
1ª vs 2ª respuesta a la enfermedad Las células B de memoria permiten una rápida y amplificada
respuesta con la exposición futura al patógeno.
SFC 4º M
Transcripción del genmRNA
Cromosoma de célula B indiferenciadaCélula BC
C
DJ
DNA de célula B diferenciada
Reordenamiento del DNA
V
Traduncción del
mRNA
¿Cómo pueden los vertebrados producir millones de proteínas anticuerpos, si sólo tienen unos pocos cientos de genes que codifican para estas proteínas?
anticuerpo
Por reordenamiento del ADN y mutaciones somáticas los vertebrados pueden producir millones de células B y T
SFC 4º M
Vacunación Sistema inmune expuesto a
versiones inofensivas del patógeno. Gatilla inmunidad activa Estimula al sistema inmune a producir
anticuerpos contra el invasor Respuesta rápida
en exposición futura
Lo más exitoso contra enfermedades
virales
SFC 4º M
Jonas Salk Desarrolló la primera vacuna
Contra la polio Ataca a neuronas motoras
1914 – 199512 de abril, 1955
Albert Sabin1962
Vacuna oral
SFC 4º M
Epidemias de Polio
1994: America libre de polio
SFC 4º M
Obteniendo anticuerpos de otros individuos
Inmunidad Maternal anticuerpos maternos pasan al bebé a
través de la placenta o por la leche Rol crítico del amamantamiento en la salud
del bebé La madre esta creando anticuerpos contra
patógenos que está siendo expuesto el bebé.
Inyección Inyección de anticuerpos Inmunidad de corto plazo
Inmunidad Pasiva
SFC 4º M 2007-2008
¿Qué pasa si patógenos pasan las células B en la sangre e infectan algunas de tus células?
¡Necesitas entrenar a asesinas para matar a estas células infectadas!
T
¡Ataque delas células
T asesinas!
SFC 4º M
Células T Respuesta mediada por células
Respuesta inmune a células infectadas virus, bacterias y parásitos (patógenos) en
el interior de células Defensa contra células “no propias”
Cáncer y células trasplantadas
Tipos de células T Células T Helper
Alerta al sistema inmune Células T asesinas (citotóxica)
Ataca a células infectadas
SFC 4º M
¿Cómo las células se marcan con antígenos?
Proteínas de complejo mayor de histo compatibilidad (MHC) Glicoproteínas antígenos Proteínas MHC constantemente transportan
fragmentos de material celular desde el citosol a la superficie celular.
“Dan una foto” de qué ocurre dentro de la célula Da a la superficie celular una marca única o “huella”
Proteínas MHC exhibiendo antígenos propios
Célula T
SFC 4º M
¿Cómo las células T conocen a células infectadas?
Células infectadas digieren patógenos y las proteínas MHC toman y transportan pedazos a la superficie celular. Células presentadoras de antígenos (APC) Alertan a células T Helper
Proteínas MHC exhibiendo antígenos extraños.
Célulainfectada
Célula T con receptores de antígenos
Célula TSe busca
SFC 4º M
Respuesta de las células T
Células B yanticuerposestimulados
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Y
Célula Tasesina
Células TAsesinasactivadas
ointerleukina 1
interleukina 2
interleukina 2
Célula T Infectada
Célula Thelper
Célula Thelper
Célula Thelper
Célula Thelper
Célula Thelper
Macrófago activado
SFC 4º M
Ataque de células T asesinas
Célula T asesina
unida a la célula
infectada
Destruye células infectadas Se unen a la célula blanco Secretan proteína perforina
Perforan la membrana de la célula infectada
Célula infectadadestruida
Membranacelular
Célula Tasesina
Membranacelular
Célula blanco
vesícula
perforina perfora lamembrana
SFC 4º M
Tipos de sangre
Tipo de sangre
Antígenoen GR
Anticuerpos en sangre
donación
A Antígenos tipo A en superficie de GR
anticuerpos
anti-B __
B Antígenos tipo B en superficie de GR
anticuerpos
anti-A __
AB Antígenos tipo A y tipo B en superficie de GR
sin anticuerposReceptorUniversal
O Sin antígenos en superficie de GR
anticuerpos
anti-A & anti-B
Dador universal
Combinar grupos sanguíneos compatibles es crítico para transfusiones sanguíneas. Una persona produce anticuerpos contra antígenos de sangre extraña.
SFC 4º M
Donación de sangre
aglutinaciónaglutinación
aglutinación aglutinación
aglutinaciónaglutinaciónaglutinación
SFC 4º M
Respuesta Inmune
Antígenos libres en sangre Antígenos en células infectadas
Respuesta humoral Respuesta celular
Células B Células T
macrófagos(APC)
Células Thelper
Células B plasmáticas
Células Bmemoria
Células Tmemoria
Células Tcitotóxicas
YYY
Y
YY
Y
YanticuerposY Y Y
pielPielInvasión de patógenos
exposición alantígeno
SFC 4º M
VIH y SIDA Virus de la Inmunodeficiencia Humana
virus infecta células T helper Células T helper no activan al resto del
sistema inmune: Células T y B También destruyen a las células T
Síndrome InmunoDeficiencia Adquirida Infecciones por enfermedades
oportunistas Muerte generalmente por
otras infecciones neumonía, cáncer
SFC 4º M
Mal funcionamiento del S. Inmune Enfermedades Auto-inmunes
sistema inmune ataca a moléculas y células propias lupus
anticuerpos contra muchas moléculas liberadas por degradación normal de células
Artritis reumatoide anticuerpos causan daño a cartílagos y huesos
diabetes Las células beta del páncreas atacadas y destruidas
Esclerosis múltiple Células T atacan la vaina de mielina y los nervios de la
médula espinal.
Alergias Sobre reacción a antígenos ambiental
alérgenos = proteína en el polen, en saliva animal Estimula la liberación de histamina
SFC 4º M
Atributos claves del sistema inmune
4 atributos que caracterizan al sistema inmune como un todo especificidad
Especificidad antígeno-anticuerpo diversidad
Reacción a millones de antígenos memoria
rápida 2° respuesta Capacidad para distinguir lo propio de
lo extraño. Proceso de maduración y entrenamiento
para reducir enfermedades autoinmunes.