2º de Bachillerato. Biología. I.E.S. Miguel de Cervantes. Móstoles.INMUNOLOGÍA: EL SISTEMA INMUNE Y LA RESPUESTA INMUNE.

** EL SISTEMA INMUNE:Es el sistema orgánico responsable de proporcionarnos inmunidad, es decir, resistencia frente a las infecciones causadas por gérmenes patógenos y toxinas o macromoléculas extrañas. Está repartido por todo el cuerpo, especialmente en la médula ósea, bazo, timo, amígdalas, adenoides o vegetaciones, apéndice y ganglios linfáticos. Página 408 y 418 Mapa conceptual del sistema inmune

** CONCEPTOS DE RESPUESTA INMUNE, DE ANTÍGENO Y DE ANTICUERPO:Respuesta inmune: Es el conjunto de fenómenos que se desencadenan en el huésped frente a una infección (invasión de microorganismos parásitos, toxinas, patógenos).Antígeno: toda sustancia sea o no patógena capaz de provocar una respuesta inmune.Anticuerpo: proteínas que se elaboran en el sistema inmunitario y que, al reaccionar con los antígenos, los inactivan.

** TIPOS DE DEFENSAS:Inespecíficas (efectivas frente a cualquier tipo de microorganismo) y específicas (efectivas solo frente a uno en concreto).

DEFENSAS INESPECÍFICAS: Páginas 406 y 407

1) Barreras defensivas primarias (actúan en el exterior del animal): Mecánicas: piel intacta. Químicas: secreciones diversas (lisozima de lágrimas y saliva, HCl del jugo gástrico...). Biológicas: mucosas oral, vaginal... que segregan mucus que impide la fijación de bacterias a las

células epiteliales.

2) Barreras defensivas secundarias (actúan en el interior): Defensas celulares inespecíficas: actúan por fagocitosis por MONOCITOS, MACRÓFAGOS del S.R.E.

(Sistema Retículo Endotelial) y NEUTRÓFILOS O MICRÓFAGOS. (Características de cada célula) Mecanismos de defensa: RESPUESTA INFLAMATORIA y LIBERACIÓN Y ACCIÓN DE

MEDIADORES.RESPUESTA INFLAMATORIA: tejidos dañados à producen serotonina, histamina à dilatación capilar à más sangre y leucocitos a la zona à enrojecimiento y aumento de tª à salida de plasma sanguíneo à inflamación o edema à activación de nervios à dolor.LIBERACIÓN Y ACCIÓN DE MEDIADORES: mediadores o mensajeros químicos que transmiten señales entre células inmunitarias y otras coordinando sus funciones. Son: proteínas del sistema del complemento, interferones, interleucinas y factores de necrosis tumoral.

DEFENSAS ESPECÍFICAS: Pág. 420 y 421

A continuación de la actuación de los mecanismos de defensa inespecíficos, actúan los específicos, provocándose la respuesta inmunitaria, o conjunto de reacciones que realizan las células y moléculas responsables de la inmunidad.

Tipos de respuestas específicas (ambas producidas por linfocitos): respuesta o inmunidad humoral (el huésped elabora unas proteínas específicas o anticuerpos que bloquean selectivamente a los antígenos que han penetrado. Linfocitos B elaboran los anticuerpos) y respuesta o inmunidad celular (cuando en la respuesta inmune intervienen células especializadas. Linfocitos T y células presentadoras de antígenos o macrófagos).

Células que intervienen en las respuestas (linfo B, linfo T y sus tipos y macrófagos o céls. presentadoras de antígenos). Animación de las células que intervienen en las respuestas

LINFOCITOS B:- Se forman y maduran en la médula ósea roja (bone marrow)- Responsables de la inmunidad humoral: poseen en su superficie externa anticuerpos de

superficie que reaccionan con antígenos solubles específicos, lo que las transforma en CÉLULAS PLASMÁTICAS, que producen anticuerpos específicos contra ese antígeno (formas solubles de los antígenos de superficie)

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LINFOCITOS T:- Se forman en la médula ósea roja y maduran en el timo.- Sólo reconocen fragmentos del antígeno unidos a moléculas de histocompatibilidad (MHC)

de otras células presentadoras de antígenos. HLA en el hombre.- Tipos de linfo T:

Tc (citotóxicos): se unen a céls. propias infectadas por virus y las destruyen. TH (colaboradores o auxiliares): interaccionan con el resto de céls. Inmunitarias

(linfo B, linfo T y fagocitos) induciendo su activación, división y diferenciación. TS (supresores): inducen el cese de actividad de los linfo B y de la fabricación de

anticuerpos. NK (céls. asesinas): destruyen céls. cancerosas o infectadas con virus.

CÉLULAS PRESENTADORAS DE ANTÍGENOS (MACRÓFAGOS):Ej. macrófagos, que activan a los linfo T al “presentarles” antígenos unidos a su membrana.

Anticuerpos o inmunoglobulinas: Página 414

Los antígenos Ag: son aquellas sustancias capaces de desencadenar el mecanismo de la inmunidad celular o de provocar la síntesis de anticuerpos específicos. Son moléculas del propio animal (autoantígenos), moléculas de otro individuo de la misma especie (isoantígenos) o moléculas de especies diferentes (heteroantígenos). Son antígenos numerosos polisacáridos, proteínas, ác. nucleicos, lípidos y polímeros sintéticos. Los Ag se unen a los anticuerpos mediante una zona llamada determinante antigénico o epitopo.

Los anticuerpos son moléculas protéicas producidas por los linfo B destinadas a unirse con los antígenos. Los anticuerpos pueden quedar pegados a la membrana del linfo B (anticuerpos de superficie receptores de antígenos) o bien segregados al exterior siendo anticuerpos solubles circulantes en la sangre.Son proteínas globulares del tipo de las globulinas que por sus propiedades inmunológicas reciben el nombre de inmunoglobulinas Ig. Estructura: 4 cadenas polipeptídicas, 2 ligeras (L) y 2 pesadas (H) ligadas a moléculas de oligosacáridos. Se combinan las cadenas para formar una estructura tridimensional en forma de Y o de T. Dibujo de la estructura de una inmunoglobulina

Tipos de Ig (anticuerpos): Ig G o gammaglobulinas: los más numerosos. Se unen a antígenos, activan el

complemento y a los fagocitos sanguíneos (macrófagos y micrófagos). Ig M: los primeros que se producen después de la exposición inicial al antígeno.

Avidez por virus, activan a macrófagos y al sistema del complemento. Ig A: se originan en estructuras linfoides subepiteliales y aparecen en secreciones

como leche, mucus respiratorio e intestinal, saliva, lágrimas. Ig E: Se encuentran en los tejidos, donde al unirse a antígenos específicos inducen a

los granulocitos basófilos a liberar histamina, causante de los fenómenos alérgicos (asma, urticaria) Ig D: anticuerpos de la superficie de los linfocitos, desconociéndose su misión

concreta.

Tipos de reacción antígeno-anticuerpo: Página 415Los anticuerpos al reconocer a los Ag, se unen de forma específica a sus determinantes en la llamada “reacción antígeno-anticuerpo” por enlaces débiles, por lo que es reversible. Las moléculas del Ag pierden su toxicidad o bien los microorganismos con moléculas antigénicas son destruidos o más fácilmente fagocitados.

Diferentes tipos de reacción antígeno-anticuerpo: PRECIPITACIÓN : para antígenos polivalentes (moléculas solubles con varios

determinantes) al unirse a ellos los anticuerpos forman complejos tridimensionales que precipitan. Es reversible.

AGLUTINACIÓN : variante de la anterior, se da en los glóbulos rojos de la sangre. Los antígenos (aglutinógenos) de superficie de los eritrocitos reaccionan con los anticuerpos específicos (aglutininas) produciéndose la aglutinación de las células.

NEUTRALIZACIÓN : se inactivan las toxinas producidas por bacterias (tétanos, difteria) o bien se impide que la cápsida de los virus se adhiera a la célula que pretendía parasitar.

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OPSONIZACIÓN : consiste en que los anticuerpos al adherirse a la superficie de los microorganismos o a las toxinas facilitan su fagocitosis por los fagocitos sanguíneos. Los microorganismos recubiertos de anticuerpos se dice que están opsonizados o “listos para comer”.

SISTEMA DEL COMPLEMENTO O FIJACIÓN DEL COMPLEMENTO: además de los anticuerpos existen “factores humorales inespecíficos” que actúan sobre diferentes agentes patógenos y que constituyen el sistema del complemento, que se activa en presencia de complejos antígeno-anticuerpo, produciendo daños en la membrana de la célula invasora y facilitando su lisis.

** MEMORIA INMUNOLÓGICA: respuesta primaria y secundaria. Página 410

La respuesta inmune humoral es el proceso de fabricación de anticuerpos específicos ante la presencia de antígenos. Dos tipos de respuesta: primaria y secundaria.

RESPUESTA INMUNE PRIMARIA: se produce al primer contacto con el Ag. Empiezan (entre los 3 a 14 días de la exposición) a aparecer anticuerpos del tipo IgM cuyo nº aumenta hasta una fase estacionaria donde declinan (a las 4 u 8 semanas)

RESPUESTA INMUNE SECUNDARIA: es la respuesta inmunológica que se produce ante una 2ª exposición al antígeno. Las inmunoglobulinas son IgG, el retraso es más corto, la producción de Ig más rápida, con valores más elevados y su persistencia en la sangre mayor. En este principio se basa la vacunación (viruela, poliomielitis, etc.)

MEMORIA INMUNOLÓGICA es la capacidad para producir una respuesta inmune secundaria, que puede durar muchos años después del primer contacto con el antígeno. Se basa en que muchos linfo B se transforman en células de memoria de larga vida, reconocen a los antígenos y producen rápidamente IgG e IgA.

Respuesta primaria y secundaria

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Lecc. 22. LA INMUNIDAD. Inmunología y enfermedad. Página 427 a 448.

1. CONCEPTO DE INMUNIDAD Y TIPOS DE INMUNIDAD:Inmunidad en medicina clínica significa libre de enfermedad. Ahora se amplía a otros fenómenos como hipersensibilidad, hemoaglutinación, autoinmunidad y rechazo de órganos transplantados.

Tipos de inmunidad: puede adquirirse mediante mecanismos naturales o artificiales, y en cada caso será activa o pasiva. Inmunidad natural activa: los mecanismos inmunológicos del animal elaboran los anticuerpos

específicos, al penetrar microorganismos o cuerpos extraños. Los Ac formados duran un tiempo en el plasma y el animal está inmunizado ese tiempo.

Inmunidad natural pasiva: la recibe el feto a través de la placenta materna o los recién nacidos por la leche materna.

Inmunidad artificial activa: vacunas. La vacunación consiste en inyectar a personas sanas Ag

(gérmenes no virulentos o sus toxinas) para que se sinteticen los Ac sin desarrollar la enfermedad. Método preventivo, ya que ante una infección los anticuerpos producidos luchan contra la infección. Sus efectos perduran un cierto tiempo, variable, según sea la vacuna. Cólera, tuberculosis, tétanos, poliomielitis, viruela, sarampión... y otras están siendo estudiadas, como SIDA y malaria.

Inmunidad artificial pasiva: sueros. La sueroterapia consiste en inyectar al paciente suero sanguíneo de un animal (generalmente caballo) previamente vacunado con lo que se introducen los Ac

ya formados contra esa enfermedad. Método curativo en individuos enfermos y de duración limitada. Botulismo, tétanos y venenos de serpientes...

2. ALTERACIONES DEL SISTEMA INMUNITARIO:Autoinmunidad: el Sist. Inmunitario toma como cuerpo extraño algún tipo celular o alguna proteína propia del mismo, ejerciendo contra él las acciones propias del rechazo de una infección, originando enfermedades autoinmunes (esclerosis múltiple, lupus eritematoso, psoriasis, artritis reumatoide...). Causas posibles: - Teoría de los antígenos secuestrados: la enfermedad autoinmune se desencadenaría al

ponerse en contacto con las céls. inmunocompetentes elementos antigénicos que no habían estado expuestos antes al Sist. Inmunitario.

- Aparición de un clon de linfocitos: estirpe celular homogénea que perdería la capacidad de reconocimiento de lo propio y elaboraría Ac contra las proteínas de los tejidos donde se encontrara.

- Existencia de determinantes antigénicos semejantes a los de microorganismos patógenos: determinados individuos poseen determinantes antigénicos similares a los presentes en microorganismos patógenos. Al producir Ac, éstos actúan tanto sobre el microorganismo como sobre las células del individuo.

Fenómenos de hipersensibilidad: Alergias. A veces se produce respuesta inmune frente a sustancias que en principio no son Ag, lo que se conoce con el nombre de hipersensibilidad, anafilaxis o actualmente alergia. El animal que responde así a un antígeno de este tipo se llama hipersensible o alérgico y la sustancia responsable alérgeno o sensibilizante. Dos tipos:- Hipersensibilidad inmediata: aparece de inmediato al entrar en contacto los Ac con la

sustancia sensibilizante que es soluble. Es una hipersensibilidad humoral o mediada por anticuerpos. La reacción Ag – Ac hace que los leucocitos basófilos liberen sustancias como la histamina (vasodilatación) y serotonina (aumenta permeabilidad capilar y produce edema o hinchazón), llegando a efectos más graves como paso de plasma con toxinas al corazón, contracción de musculatura lisa de órganos e incluso muerte. Es el shock o choque anafiláctico. Tratamiento con antihistamínicos. Una vez identificado el alérgeno se procede a la vacunación. Fiebre del heno, asma, urticaria, alergia a antibióticos...

- Hipersensibilidad retardada: los trastornos aparecen al cabo de horas o días de la exposición al alérgeno. Es una hipersensibilidad mediada por células. Los linfo T se unen a determinados antígenos provocando la liberación de sustancias que atraen a los macrófagos, que fagocitan a las células portadoras de los caracteres antigénicos. Rechazo de aloinjertos (implantación de tejidos u órganos de otro individuo) es un caso especial de hipersensibilidad retardada, ya que las proteínas de la membrana del injerto actúan antigénicamente, se les unen linfo T y posteriormente son fagocitadas.

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Síndromes de inmunodeficiencias: incapacidad del Sist. Inmunitario de atajar infecciones microbianas. Causas diversas: trastornos genéticos (hereditarios), anormal desarrollo de órganos linfoides o infecciones víricas. Tipos: congénitas o adquiridas.- Inmunodeficiencia congénita: se nace con ella y se hereda por fallo en los genes

responsables de la síntesis de Ac , en la síntesis del complemento o en el funcionamiento de los linfo T. Puede aparecer en el nacimiento o a partir de los 6 meses cuando las IgG recibidas por la placenta desaparecen. Tratamientos: según el tipo se mandan agentes antimicrobianos específicos, inyecciones de gammaglobulinas, aislamiento de pacientes (“niños burbuja”) o trasplante de médula ósea.

- Inmunodeficiencia adquirida: se adquiere tras el nacimiento. Por algunos canceres en estado avanzado (leucemias y linfomas), radiaciones o tratamientos inmunodepresores en trasplantes, por microorganismos patógenos (virus del SIDA).

El SIDA y el sistema inmunológico: El SIDA (Síndrome de Inmunodeficiencia Humana) se produce por la infección con un virus (HIV o VIH, virus de la inmunodeficiencia humana), que ataca a las células del Sist. Inmunológico, reduciendo su capacidad inmunitaria y las destruye. La persona afectada queda indefensa a infecciones microbiana y aumenta el nº de cánceres. Puede no manifestarse de inmediato, sino al cabo de meses o incluso años. Estructura del virus del SIDA

Acción del HIV sobre el Sist. Inmunitario:- Entra en la persona a través de heridas en la piel o de las mucosas de aberturas naturales.

Llega a la sangre y se distribuye por el cuerpo entrando en las céls. que posean en su membrana el receptor proteico CD4, abundantes sobre todo en los linfo T4 o colaboradores (THCD4)

- El material genético del virus se integra en el de la cél. inmunitaria (provirus) y puede: quedar en latencia replicándose al tiempo que la célula, permitir su lectura lo que produce una formación lenta de virus sin destruir el linfocito pero debilitándolo o bien entrar en fase lítica produciéndose gran cantidad de virus que acaban con el linfocito.

- Fase asintomática: al comienzo ocurre una respuesta inmunológica intensa con producción de Ac (seropositivos) y los linfo T citotóxicos los destruyen, pero algunos virus no se destruyen y se replican durante meses o años.

- Fase sintomática: el Sist. Inmunológico se debilita al disminuir mucho los linfo T4, se generalizan las infecciones (neumonías, tuberculosis, meningoencefalitis...) y se desarrollan tumores (ej. sarcoma de Kaposi y linfoma de Burkit). Estas manifestaciones de inmunodeficiencia es lo que propiamente constituyen el SIDA.

Contagio del virus del SIDA : - Por vía sanguínea: si la sangre de una persona infectada se pone en contacto con la de una

sana. Transfusiones, material cortante o punzante (jeringuillas, cortauñas, agujas de acupuntura, de tatuaje, cuchillas de afeitar, cepillos de dientes...)

- Mediante relaciones sexuales: entre un infectado y un sano, ya que el VIH está en el esperma y en secreciones vaginales.

- Vía materno-fetal: VIH pasa la placenta de la madre y llega a la sangre del feto. En el parto y la lactancia por la leche.

Terapia del SIDA : Actualmente no se conocen tratamientos definitivos, pero se avanza en la obtención de nuevos fármacos, producción de vacunas y quimioterapia. Los fármacos más empleados son los inhibidores de la transcriptasa inversa (ej. AZT azidotimidina), que inhibe la replicación del virus ya que se parece a la timidina pero carece del punto de inserción para el siguiente nucleótido de la cadena. Presenta efectos secundarios importantes (supresión de la médula ósea y miopatías). Para evitar resistencias a estos fármacos debidas a las altas tasas de mutación del virus se usan terapias combinadas de varios fármacos (la triple: un inhibidor de la proteasa y dos inhibidores de la retrotranscriptasa). Otras terapias son de estimulación del Sist. Inmunitario, de forma pasiva por inyecciones de A c y activa con las vacunas.

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3. TRASPLANTES O INJERTOS :

En la práctica clínica se llevan a cabo trasplantes de diferentes tejidos u órganos para el tratamiento de enfermedades y a no ser que el tejido u órgano sea genéticamente idéntico, pueden producirse fenómenos de rechazo inmunológico en el receptor.En el rechazo se pone en marcha el Sist. Inmunológico del receptor, que reconoce las proteínas del complejo principal de histocompatibilidad (HLA) del tejido u órgano trasplantado como extrañas y las ataca desde múltiples frentes.

Según la procedencia del tejido u órgano trasplantado se reconocen: Autoinjerto o autotrasplante: de una parte del cuerpo a otra del mismo individuo, como en los

trasplantes de piel. Isoinjerto o isotrasplante: entre dos individuos genéticamente idénticos, como los gemelos

univitelinos. Aloinjerto o alotrasplante: entre distintos individuos de la misma especie. Transfusiones sanguíneas

y trasplantes de órganos. Xenoinjerto o xenotrasplante: entre individuos de diferentes especies, como por ejemplo del cerdo al

hombre. Para ayudar a superar el rechazo inmunológico se han creado cerdos transgénicos que expresan en sus células proteínas humanas.

Componentes inmunológicos del rechazo: Las cél. presentadoras de antígenos, tanto del donante como del receptor, pueden presentar los HLA del injerto a los linfocitos del receptor, que los reconoce como extraños y se produce la respuesta inmune.Antes del trasplante se trata al receptor con inmunodepresores (ciclosporinas), lo que puede suponer infecciones si no se encuentra convenientemente aislado.

Según los efectos y el momento del rechazo podemos hablar de: Se habla de rechazo primario cuando el Sist. Inmunológico del receptor entra en contacto

por 1ª vez con los tejidos trasplantados y son rechazados, y rechazo secundario, cuando recibe un 2º trasplante del mismo donante, y debido a la memoria inmunológica, es rechazado de forma más rápida y con efectos más graves.

Rechazo hiperagudo, a los pocos minutos, por la presencia de Ac preformados frente a los Ag del donante por transfusiones previas, embarazos múltiples, trasplante anterior... Rechazo agudo, de varios días a un mes del trasplante, por acción de linfos B y T, macrófagos, la formación de complejos anticuerpo-complemento en arteriolas renales y acción de las plaquetas. Rechazo tardío, cuando parece que el órgano se ha adaptado, al cabo de 3 meses o más, aparecen reacciones de hipersensibilidad.

** EL SISTEMA INMUNITARIO FRENTE AL CÁNCER:

Características del cáncer y de las células cancerosas:El cáncer se origina cuando un grupo de células se reproduce anárquicamente, originando un núcleo de células anormales (tumor o neoplasia). Un tumor benigno es en el que las células no se multiplican indefinidamente y permanecen localizadas en un órgano, y maligno o cáncer si crece continuamente y sus células son capaces de invadir órganos cercanos. Se habla de metástasis cuando las células cancerosas escapan del órgano dañado y emigran vía sanguínea a otros órganos donde se desarrollan tumores.

Las células normales pueden transformarse en cancerosas por agentes carcinógenos (agentes físicos o químicos) o a la acción de ciertos virus que inducen cáncer debido a la expresión de ciertos genes del cáncer u oncogenes. En algún caso las células normales se transforman en cancerosas espontáneamente, por mutaciones al azar.

Las células cancerosas tienen las siguientes características:- Origen clonal a partir de una sola célula. Proliferación indefinida. Actividad bioquímica

alterada. Citoesqueleto anormal. Anomalías cromosómicas, como aneuploidías.- Tienen en su superficie moléculas antigénicas diferentes de las células normales (antígenos

tumorales), que son reconocidos como extraños y ponen en marcha el Sist. Inmunológico.

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- Escapan a la acción del sistema inmunológico, pero el mecanismo no está claro. Por su capacidad de modular sus Ag tumorales que desaparecerían en presencia de los Ac específicos con lo que no serían reconocidas como extrañas. O por tener una cantidad muy baja de MHC en su membrana por lo que los linfocitos T citotóxicos no las reconocerían adecuadamente.

Inmunoterapia del cáncer:Previamente se reduce la carga tumoral mediante cirugía, radiación o quimioterapia. La base de la terapia inmunológica es conseguir eliminar las células tumorales mediante Ac específicos unidos a una molécula destructora.Para conseguir los Ac antitumorales se pueden inyectar células tumorales en animales para recoger su suero sanguíneo con Ac. El problema es que los sueros así obtenidos contienen también Ac contra células normales.En la década de los 70, se desarrolló la técnica de la obtención de anticuerpos monoclonales, procedentes de una sola célula que se clona. Se fusionaron linfocitos con células inmortales (procedentes de mieloma, tumor formado por un clon único de linfo B), y la célula resultante o hibridoma conserva las características de ambas: es capaz de fabricar anticuerpos específicos y de reproducirse indefinidamente. Es difícil obtener anticuerpos monoclonales humanos y los de ratón tienen problemas de rechazo por la formación de anticuerpos humanos anti-ratón (HAMA). Se intenta crear un Ac quimérico, mezcla de ratón y humano.

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