CMC 1º Bachillerato

Tema 3. La salud y la investigación médica.b) La infección y la defensa inmunológica.

Telesforo Zabala

La infección y la defensa inmunológica. Índice1. La infección2. Etapas de la infección

1. penetración2. activación de los mecanismos de defensa

1. inmunidad natural o innata1. Externa

1. Barreras físicas2. Barreras químicas3. Flora bacteriana

2. Interna1. Células asesinas (NK)2. Interferón3. Complemento

2. Inmunidad adquirida1. Respuesta celular2. Respuesta humoral (anticuerpos)

3. Antígenos y Anticuerpos4. Reacción Ag-Ac5. La defensa inmunológica (humoral y celular)

1. Comparación2. Células que intervienen3. Esquema general del proceso4. Respuesta Humoral5. Respuesta celular

La infección

Depende de: -Capacidad invasiva-Capacidad de producir toxinas o venenos (sustancias químicas que

producen enfermedades en el huésped)» Exotoxinas. Proteínas que se liberan, específicas para ciertos

tejidos (neurotoxinas, enterotoxinas->epitelios-). El cuerpo reaccionará produciendo Anticuerpos específicos (antitoxinas)

» Endotoxinas. Forman parte del microbio; normalmente son moléculas de su membrana o pared exterior.

Es la entrada de microorganismos (bacterias, virus, hongos, protozoos) en el organismo.

Esos microorganismos pueden ser:• Simbióticos: beneficio mutuo• Patógenos: producen enfermedadDepende de las condiciones

a) Del microbio (virulencia o poder patógeno =patogeneidad): capacidad de provocar trastornos o enfermedades.

b) Del organismo: receptividad

Etapas de la infección

-Establecimiento del microbio– En un lugar determinado o– Por todo el cuerpo: septicemia (infección de la sangre)

1. Penetración hasta entrar en contacto con: el medio interno, el citoplasma de las células, las vías respiratorias, digestivas, etc.

-Vías de penetración: respiratorias, digestivas, atravesando mucosas por heridas o inoculación

-Formas de penetración -Directa -Indirecta, a través de

-Vectores: a través de otros seres vivos ( Ej. mosca Tse tse, enfermedad del sueño, paludismo, etc.)

-Portadores: organismos que no sufren la enfermedad en ese momento, pero pueden transmitirla.

2. Ante la infección, el organismo reacciona activando las defensas: procesos inmunitarios. Inmunidad es el estado de resistencia de un organismo frente a la infección

comparando

Inmunidad natural vs. adquirida

Natural o innata

• 1ª línea de defensa• Respuesta rápida• Inespecífica• No genera memoria

• Factores humorales• Complemento• Proteína C reactiva• Interferones• citoquinas

• Células• Fagocitos• NK

Adquirida

• Altamente específica• Genera memoria

• Factores humorales• Anticuerpos

• Células• Linfocitos B• Linfocitos T

1innata externa

link

2 innata interna

Celular

Reconoce Ag intracelulares procesados (fragmentos peptídicos)

Presentados por MHC (CPA)

Actores principales: Linfocitos T

Humoral

Reconoce Ag extracelulares intactos

Ag libresAg superficie bacteriana

Independiente de MHC (CPA)

Actores principales: Lf B Ac

Antígenos• La capacidad de defensa del organismo radica en el reconocimiento de

sustancias propias y de sustancias extrañas.

• Antígeno es toda sustancia orgánica, de elevado peso molecular, que se reconoce como extraña y desencadena la producción de anticuerpos.

• Son Ag: proteínas, lipoproteínas, polisacáridos, suero sanguíneo, extractos de células, microorganismos con esas sustancias en sus cubiertas, y algunas sustancias elaboradas por seres vivos (toxinas o venenos)

• Tienen dos zonas:– Desencadenante: proteica, portadora de la antigeneidad– Grupo determinante o Hapteno: grupos pequeños que determinan que

sobre ese Ag actúe un tipo de Ac u otro.

Anticuerpos:• Son sustancias que se forman como respuesta a la presencia de un

antígeno, contra el que reaccionan.• Son proteínas.• Circulan por el suero sanguíneo reaccionando específicamente contra

los antígenos, a los que reconocen por complementariedad de las moléculas

Reacción Ag-Ac• Es específica. A cada grupo determinante del Ag se

une un solo tipo de Ac (reconocimiento, como llave y cerradura)

• Tipos de Ac según reacciones (según sea el Ag):– Antitoxinas. Neutralizan las toxinas. Se manifiestan en que

no se produce ningún efecto tóxico.– Precipitinas. Frente a Ag proteínas. Se manifiestan en que

precipitan. – Aglutininas. Ante células, sobre todo Bacterias. Produce

aglomeración, grumos. – Lisinas. Rompen las células (bacterias o glóbulos rojos)

La opsonización por anticuerpos es el proceso por el que se marca a un patógeno para su ingestión y destrucción por un fagocito..

•

Reacción Ag-Ac

Reacción Ag-Ac

Reacción Ag-Ac

Reacción Ag-Ac

Reacción Ag-Ac

Repasando:

Mecanismos de respuesta inmune

– Celular (fagocitos): Sistema Retículo Endotelial

• Inespecífica– Leucocitos (neutrófilos, monocitos)– Macrófagos o Histiocitos (del T. Conjuntivo), móviles o

fijos• Específica

– Linfocitos T – Humoral (moléculas Ac): Linfocitos B, liberan

Ac específicos al medio. Por presencia

• Defensas externas• Defensas internas o inmunológicas

Células implicadas en la respuesta inmune• Células presentadoras de Ag (macrófagos, etc)• Linfocitos T. Detectan antígenos proteicos asociados a moléculas del

complejo principal de histocompatibilidad (MHC)– Colaboradores=Auxiliares=Efectores=Helpers=CD4+=T4=Th.

Reconocen Ag presentados por MHC-II. No son capaces de producir efectos citotóxicos o fagocitarios; lo que hacen es activar y dirigir las otras células inmunitarias.

– Supresores; frenan el proceso inmunitario.– Citotóxicos=CD8+. Reconocen Ag presentados por MHC-I. Destruyen

células infectadas provocando su lisis a través de la perforina.– de memoria, quedan circulantes siendo responsables de la ulterior

capacidad de respuesta• Linfocitos B. Maduran a células plasmáticas, productoras de Ac.• Linfocitos NK (natural killer, killer), células asesinas. No tienen marcadores

característicos, participan en la inmunidad innata, son capaces de reconocer lo "propio" también. Tienen propiedades líticas, no fagocíticas, destruyendo células infectadas o tumorales

• Células fagocíticas– Circulantes: monocitos y granulocitos– Tisulares: células de Kuppfer, microglía, macrófagos alveolares,

histiocitos

La presentación de antígenos estimula a los linfocitos T a convertirse o en "citotóxicos" CD8+ o en "colaboradores" CD4+.

-Los linfocitos citotóxicos atacan de forma directa a otras células que contengan ciertas moléculas exógenas anormales en sus superficies. -Los linfocitos T colaboradores, o Th (“Helper” por sus siglas en inglés), coordinan las respuestas inmunes mediante la comunicación con otras células.

En la mayoría de casos, los linfocitos T sólo reconocen los antígenos contenidos en la superficie mediante una de las moléculas de MHC (complejo mayor de histocompatibilidad) del propio cuerpo.

Los linfocitos T colaboradores reconocen ese complejo molecular, con la ayuda de la expresión de sus co-receptores CD4 (CD4+).

La activación de un linfocito Th inactivo, ocasiona que libere citoquinas y otras señales de estimulación (flechas verdes) las cuales provocan un aumento en la actividad de

linfocitos B, siendo éstos los que producen anticuerpos. macrófagos, y linfocitos asesinos (NK)

Ag

La respuesta inmune (vistazo global)

barreras

Ag

Tejido Conjuntivo

Mastocitos

HistaminaVasodilatación, permeabilidad

InflamaciónExudación de plasma con leucocitos

HistiocitosMacrófagos circulantes o fijos

Fagocitan

Estimulan la médula ósea (linfoblastos)

Maduran en el Timo

Maduran en los ganglios linfáticos

Linfocitos T Linfocitos BAl activarse se convierten en

Células plasmáticasProductoras de Ac

Linfocitos T4 AuxiliaresSe activan cuando los macrófagos le presentan el Ag

Actúan en primer lugar, y activan a Lf NK, matadores

Citotóxicos, no necesitan presentación de Ag por los macrófagos (menos específicos que Tc). Sobre células tumorales y células infectadas por virus.

Lf T8 (2 tipos)

Lf Ts (supresores)

Lf Tc (citotóxicos)Destruyen células extrañas con esos Ag, o células propias infectadas (virus) y que tengan tb el Ag

Se fijan en ellas e introducen enzimas hidrolíticos (perforina) que las destruyen

Herida

Siguiente presentación

Vamos a insistir un poco más en el proceso, diferenciando entre la respuesta celular y

humoral

Respuesta Humoral

Las células no atacan directamente a los antígenos.

Son las proteínas llamadas anticuerpos, liberadas por las células plasmáticas, las que actúan contra los antígenos.

animación

animación

Respuesta celularEs la respuesta específica en la que intervienen las células Linfocitos T en la destrucción de los agentes patógenos.

Los linfocitos T atacan y destruyen células propias, tumorales o infectadas.

El mecanismo de actuación para cada linfocito T es distinto. No obstante, todos se disparan mediante la presentación de antígenos.

El agente patógeno es capturado por la llamadas células presentadoras de antígenos (CPA), generalmente, macrófagos, que degradan esos antígenos. Al degradarlos, pequeños péptidos (unos 10 aminoácidos, aproximadamente) de las proteínas externas del agente patógeno se unen de forma específica en un surco existente en el MHC del macrófago. El MHC y el péptido de la célula presentadora del antígeno es expuesto en la membrana. Este macrófago activado se moviliza por el torrente sanguíneo hasta encontrar linfocitos, a los que activará.

LA RESPUESTA INMUNITARIA II (La respuesta celular) 1a) La respuesta celular presenta dos vías diferentes. La primera comienza, como la respuesta humoral, cuando un macrófago infectado exhibe fragmentos víricos u otro tipo de antígeno en su superficie que son reconocidos por los linfocitos T DTA (Lf T CD8). Esta interacción transforma a los lifocitos T DTA en linfoblastos T DTA.

Macrófago presentador del antígeno.

Linfocito T DTA

Antígeno Ig-M

Linfoblasto T DTA

(i)

LA RESPUESTA INMUNITARIA II (La respuesta celular) 2a) Los linfoblastos T DTA actúan sobre los macrófagos activándolos y trasformándolos en células enfadadas.

Linfoblasto T DTA MacrófagoCélula enfadada

(i)

LA RESPUESTA INMUNITARIA II (La respuesta celular) 3a).Las células enfadadas tienen una gran capacidad fagocitaria. Fagocitan a las células infectadas y son refractaria al parásito intracelular no infectándose por el microorganismo.

Célula enfadada

Célula infectada

Virus

LA RESPUESTA INMUNITARIA II (La respuesta celular) 1b). Una segunda vía celular parte de los lifocitos T citotóxicos. Estos, al interaccionar con un macrófago que presente los antígenos unidos al CMH, se transforman en linfoblastos T citotóxicos

Macrófago presentador del antígeno. Linfocito T citotóxico

Antígeno Ig-M

Linfoblasto T citotóxico

(i)

LA RESPUESTA INMUNITARIA II (La respuesta celular) 2b) Los linfoblastos T citotóxicos son capaces de destruir a células infectadas por el virus y también células tumorales, mediante la producción de proteínas que se instalan en las membranas produciendo agujeros en ellas. Después de haber destruido las células infectadas, las células citotóxicas desaparecen, pero algunas células citotóxicas de memoria permanecen durante más o menos tiempo para responder de inmediato a futuras entradas del microorganismo invasor (memoria inmunológica).

Linfoblasto T citotóxico Célula infectada o tumoral

(i)

La respuesta celular

Macrófago (fagocitan a los patógenos)

Linfocito T DTA

Linfoblasto T DTA

Célula enfadada

Activación

Linfocito T citotóxico

Linfoblasto T citotóxico

Activación

Célula enfadada de memoria

Célula citotóxica de memoria

Destrucción de células infectadas o

tumorales

Fagocitosis de células infectadas

(i+8)

Inmunidad

Una célula B se une al antígeno para el que es específica. Requiere la ayuda de Lf T. helper

La célula B se diferencia en célula plasmática

Las células plasmáticas proliferan y producen anticuerpos contra el antígeno

Las células de memoria B y T que responden rápidamente en la infección secundaria

La célula infectada es lisada por el linfocito Tcitotóxico

Antígeno intracelular expresado en la superficie de una célula infectada por un virus bacteria o parásito. También en una APC

La célula T se una al complejo MHC-antígeno y se activa

Los T helper producen citoquinas

que activan la diferenciación de la célulaT en T citotóxica.

Macrófago activado. Actividad fagocítica incrementada

Algunos videos:

Sistema inmune:http://www.youtube.com/watch?v=JtLzA_dYwXY Lf B y celulas plasmáticas: http://www.youtube.com/watch?v=Ys_V6FcYD5I

Animación en Youtube

Otra animación

Papel de los Lf T h

Natural Killer