INMUNOLOGÍA

2º BCA Departamento de

Biología-Geología

IES Universidad Laboral de Málaga

Concepto de infecciónUna infección es la capacidad de penetración y multiplicación de microorganismos dentro de otro

organismo huésped causándole daños,e incluso la muerte

LOS MECANISMOS DEFENSIVOS

• Defensas inespecíficas – Actúan sobre cualquier

tipo de microorganismo– La respuesta es la misma– Son las barreras naturales

y la respuesta inflamatoria.

• Defensas específicas – Respuesta inmune

específica• Respuesta celular• Respuesta humoral

• Barreras defensivas primarias – Primera barrera defensiva que se

encuentran los microorganismos• Piel• Secreciones mucosas• Sustancias químicas

• Barreras defensivas secundarias – Se pone en marcha en el interior

de los animales• Células fagocíticas• Sistema inmunitario

– Respuesta inmune específica– Respuesta inmune inespecífica

• Interferón y complemento

Barreras inespecíficas

Barreras defensivas primarias

Piel

Grosor de la piel: entre 0,5 mm (párpados) y 4 mm (plantas de manos y pies)

Queratinización y descamación de capas celulares externas

Secreciones de las glándulas sebáceas y sudoríparas

Flora bacteriana de la piel

Escamas, plumas y pelos

Secreciones mucosas

Secreciones ácidas del epitelio vaginal y conductos digestivos

Mucosas respiratorias

Flora bacteriana del tubo digestivo

Sustancias químicas

Lisozima (saliva, secreción lacrimal y nasal):

Espermina (esperma)

Piel Grosor de la piel Impide la entrada de microorganismos

Queratinización y descamación de capas celulares externas

Elimina los microorganismos adheridos a ella

Secreciones de las glándulas sebáceas y sudoríparas

El pH algo ácido que producen resulta perjudicial para los microorganismos

Flora bacteriana de la piel

Impide el asentamiento de otros microorganismos

Escamas, plumas y pelos

Impiden la invasión de microorganismos

Secreciones mucosas

Secreciones ácidas del epitelio vaginal y conductos digestivos

Forma ambiente desfavorables para la vida y proliferación de los microorganismos

Mucosas respiratorias

Atrapados en el mucus y eliminados por movimiento ciliar de las células epiteliales

Flora bacteriana del tubo digestivo

Evita la proliferación de microorganismos patógenos por antagonismo, compitiendo por los nutrientes o liberando sustancias inhibidoras

Sustancias químicasLisozima (saliva, secreción lacrimal y nasal)

Capaz de destruir la capa de mureína de la pared bacteriana

Espermina (esperma) Acción bactericida

Barreras defensivas secundarias

Células fagocíticas

Sistema inmunitario

Conjunto de tejidos, células y moléculas implicado en los procesos de inmunización.

Interferón y complemento

Conjunto de proteínas producidas por los linfocitos T

Células fagocíticas

Monocitos Migran a tejidos y órganos y se transforman en macrófagos con capacidad fagocítica

Neutrófilos o micrófagos

•Atraídos por sustancias químicas liberadas en tejidos infectados

•Acuden al lugar de la infección atravesando la pared de los capilares sanguíneos (diapédesis).

•Tienen capacidad fagocitaria

Fagocitosis

Quimiotaxis

Diapédesis

Sistema inmunitario

• Conjunto de tejidos, células y moléculas implicado en los procesos de inmunización

• Respuesta inmunitaria: respuesta del organismo frente a la entrada de algún patógeno o sustancia extraña no reconocida como propia. Desencadena una serie de procesos celulares y moleculares que las neutralizan o destruyen

Interferón y complemento

• Conjunto de proteínas producidas por los linfocitos T

• Destruyen y actúan contra la proliferación de gérmenes

Respuesta inflamatoria

•Dilatación de los vasos sanguíneos locales:

•Rubor

•Calor

•Aumento de la permeabilidad vascular

•Tumor

•Dolor

•Infiltración de células inflamatorias

•Quimiotaxis

•Diapédesis

•Producción y liberación, a nivel local, de una compleja diversidad de moléculas activas

•Presencia de pus

CONCEPTO DE INMUNIDADLa inmunidad es el estado de resistencia que poseen los organismos

frente a determinadas acciones patógenas de microorganismos o sustancias extrañas

EspecificidadLos antígenos provocan una

respuesta específica que supone la interacción con receptores

específicos

MemoriaLa inmunidad a determinada

enfermedad infecciosa tiene memoria en el animal, manteniéndose un cierto

tiempo (unos días a toda la vida)

Sus principales características son:

Inmunidad natural o congénita (innata)Se adquiere de forma natural

Activa• Los propios mecanismos

inmunológicos del animal logran la inmunidad: producción de anticuerpos específicos contra un determinado microbio.

• Estará inmunizado contra ese microbio durante el tiempo que los anticuerpos permanezcan en la sangre

Pasiva• Los anticuerpos no los produce el

propio individuo, sino que los adquiere desde el exterior: Feto de los mamíferos adquiere los anticuerpos de la sangre de la madre a través de la placenta

Inmunidad artificial o adquirida (adaptativa)Se adquiere artificialmente mediante el uso de técnicas ajenas al organismo

Vacunación (Inmunidad activa)

• Método preventivo• Consiste en la inoculación de antígenos (microbios muertos o atenuados de la enfermedad que se quiere prevenir)• El sistema inmunológico produce anticuerpos específicos.• Desencadena actividad de los linfocitos B y aparición de células memoria

Sueroterapia(Inmunidad pasiva)

• Método curativo• Consiste en proporcionar al paciente anticuerpos específicos para los antígenos que causan la enfermedad

vacunación

INMUNIDAD PASIVA

La conseguida a través de la madre durante el embarazo o mediante

sueroterapia

Naturalmente adquirida

Artificialmente adquirida

INMUNIDAD ACTIVA

La conseguida a lo largo de la vida y se desarrolla a partir de la presencia

del antígeno

Naturalmente adquirida

Artificialmente adquirida

COMPONENTES DEL SISTEMA INMUNITARIO

• Formado por el conjunto de tejidos, células y moléculas implicado en los procesos de inmunización.

• Responden de manera coordinada a cualquier sustancia que el organismo no reconoce como propias (antígenos) y con las que se une específicamente.

Médula ósea roja• Hematopoyesis• Maduran los linfocitos B

Timo• Diferenciación, maduración y selección de los linfocitos T. • La mayoría mueren, y son eliminados por los macrófagos.• Los que sobreviven, migran a los órganos linfoides secundarios donde se transforman en linfocitos T

ÓRGANOS LINFOIDES PRIMARIOSLugar donde se producen y maduran los linfocitos

ÓRGANOS LINFOIDES SECUNDARIOSEn ellos las células linfoides procedentes de los órganos linfoides 1º toman

contacto con los antígenos

Bazo• Filtra la sangre, eliminando partículas, eritrocitos y leucocitos defectuosos.•Maduración y almacenamiento de linfocitos

Tejidos linfoides asociados a las

mucosas(MALT)

Protege las mucosas acumulando linfocitos, células plasmáticas y fagocitos. (Las amígdalas, el apéndice y las placas de Peyer)

Ganglios linfáticos

Filtran la linfa y permiten que los linfocitos B y T entren en contacto con el antígeno

Linfocitos B o células B• Responsables de la

inmunidad humoral

• Se forman y maduran en la médula ósea roja

• Presentan anticuerpos o receptores en la membrana plasmática que reaccionan con antígenos específicos de los microorganismos

• Al activarse se convierten en células plasmáticas que producen anticuerpos libres específicos

Linfocitos T o células T• Responsables de la inmunidad

celular

• Se forman y maduran en el timo

• En su membrana hay receptores de antígenos (complejo CD3)

• Tres tipos:

Linfocitos T citotóxicos Destruyen las células infectadas por virus o bacterias patógenas al liberar citotoxinas (ej. Porfirinas)

Linfocitos T colaboradores o células helper

(células Th = T4 = T-CD4)

Activa a los linfocitos BInicia la proliferación de los linfocitos T citotóxicos al

segregar interleucina

Células asesinas o NK (T8 = T-CD8)

Destruyen algunos tipos de células cancerosas o células infectadas por virus

AntígenosToda sustancia capaz de desencadenar una respuesta inmunitaria (cualquier molécula no reconocida como propia por un organismo y

que provoca la aparición de otras específicas contra ellas-anticuerpos-)

Naturaleza química Molécula de peso molecular elevado de naturaleza variable: La

mayoría son proteínas, seguidos de polisacáridos, lipopolisacáridos, glucoproteínas y ácidos nucleicos.

Estructura de los antígenos• En el antígeno existe una parte llamada determinante antigénico

(zona en la cual se unen específicamente los receptores de membrana de los linfocitos y los anticuerpos)

• En antígenos proteicos, el determinante suele estar formado por cuatro o cinco aminoácidos

Según el número de determinantes:

• Univalente: • Sólo un determinante antigénico• Sólo se puede unir a él un anticuerpo.

• Polivalente: • Con varios determinantes antigénicos• Puede unirse a varios anticuerpos iguales o diferentes.

Anticuerpos o inmunoglobulinas

• Son proteínas del grupo de las globulinas que produce el sistema inmunitario (los linfocitos B o las células plasmáticas) en respuesta a la entrada de sustancias no reconocidas como propias (antígeno) y con las que se une específicamente.

• ¿Dónde se encuentran? Adheridos a la membrana plasmática de los linfocitos B o circulando en la sangre, linfa, líquidos intersticiales y secreciones.

Estructura de los

anticuerpos• Formado por cuatro cadenas

polipeptídicas:

– dos cadenas pesadas (H) (presenta oligosacáridos unidas a ellas)

– dos cadenas ligeras (L)

– unidas entre sí por puentes disulfuro, que se combinan para formar una molécula tridimensional en forma de Y.

Se pueden distinguir dos regiones:Porción variable: • Extremos aminados de las cadenas H y L. • Cada tipo presenta una secuencia diferente de aminoácidos. • Los dos extremos de la Y son los centros de unión a los antígenos (Bivalente)

Porción constante: • Resto de las cadenas H y L• Carece de la propiedad de unirse a los antígenos.

oligosacárido

Los más numerosos Formados por dos cadenas L y dos cadenas H de tipo gamma Se unen con anticuerpos/Activan al complemento y a los fagocitos sanguíneos Únicos capaces de atravesar la placenta y penetrar en el feto

IgG o gamma-globulinas

Los primeros que se producen ante la exposición inicial a un antígeno Compuestos por cinco monómeros de anticuerpos unidos por puentes disulfuro y una cadena polipeptídica J Activan a los macrófagos y el sistema de complemento

IgM

Formados por dos cadenas L y dos cadenas H de tipo alfa. Este monómero suele asociarse con uno o dos más mediante una cadena JSe encuentran en la sangre y diversas secreciones (leche, mucus, saliva, lágrimas) colaborando en la eficacia de las barreras primarias de defensa

IgA

Formados por dos cadenas L y dos cadenas H de tipo épsilon Se encuentra en los tejidos y son los causantes principales de los fenómenos de alergia

IgE

Formados por dos cadenas L y dos cadenas H de tipo delta Son anticuerpos de la superficie de los linfocitos B que sirven como receptores de antígenos específicos

IgD

Sistema del complemento• Sistema que ayuda y estimula los mecanismos de la respuesta inmune. • Formado por una veintena de proteínas que siempre están presentes

en el plasma.• Reaccionan frente a una gran variedad de complejos antígeno-anticuerpo y

provoca la lisis de los microorganismos con antígenos-anticuerpos adheridos

Las citoquinas• Moléculas proteica que actúan como mensajeros químicos

• Controlan numerosos procesos biológicos (proliferación celular, quimiotaxis, inflamación, secreción de anticuerpos, reparación tisular, hematopoyesis,…)

• Según la función que desempeñan:

– Interleucinas: • Actúan como mensajeros entre linfocitos• Producidas por los linfocitos Tcolaboradores y macrófagos • Función:

– Activan a los linfocitos B– Inician la proliferación de los linfocitos T citotóxicos

– Interferón: • Conjunto de pequeñas proteínas plasmáticas• Producidas por los linfocitos T, las células asesinas, los leucocitos

o los fibroblastos como respuesta a la infección vírica y a la presencia de células cancerígenas.

– Quimioquinas: • Atraen por quimiotaxis a otros tipos de linfocitos al área de infección

LOS MECANISMOS DE ACCIÓN DEL SISTEMA INMUNE

• Respuesta inmunitaria:

– Respuesta del organismo frente a la entrada de algún patógeno o sustancia extraña no reconocida como propia.

– Desencadena una serie de procesos celulares y moleculares que las neutralizan o destruyen.

• Respuesta primaria:– Tras la 1ª exposición a un antígeno

– Al cabo de varios días empiezan a aparecer anticuerpos (IgM, IgG) en la sangre

– Esta producción va en aumento exponencial hasta una fase estacionaria tras la cual empiezan a declinar.

• Respuesta secundaria:

– Tras un 2º contacto con el antígeno

– La respuesta es mucho más rápida y eficaz que la primera gracias a la existencia de linfocitos de memoria

– La producción de anticuerpos más rápida y mayor. Los anticuerpos formados son del tipo IgG

Memoria inmunológica

• Capacidad del sistema inmunitario para reconocer un antígeno al que ya ha sido expuesto previamente, lo que le permite desencadenar una respuesta más rápida y efectiva contra él.

Respuesta humoral

• Inmunidad basada en la producción de sustancias por parte del sistema inmunitario, esencialmente anticuerpos

• Intervienen los linfocitos B o células plasmáticas.

Respuesta celular

• Acción directa de linfocitos T y macrófagos.

• Tarda más en iniciarse que la humoral, pero es especialmente útil contra microorganismos que se establecen en el interior de las células

• Los linfocitos T destruyen células, incluidas las del propio organismo, susceptibles de ser eliminadas, tales como células infectadas o tumorales.

Células presentadoras de antígeno

• Son capaces de activar los linfocitos T al “presentarles” moléculas de antígenos unidas a macromoléculas de su membrana.

• Tipos: macrófagos sanguíneos, células dendríticas de los órganos linfoides y las células de Langerhans de la piel.

Mecanismo de presentación 1. Capta antígenos 2. Penetran por endocitosis (en células

cancerosas los antígenos son generados por las propias células)

3. Los enzimas hidrolíticos de los lisosomas los degrada a fragmentos antigénicos o péptidos sencillos

4. Parte de estos fragmentos van a parar a la membrana plasmática, (asociados a las proteínas MCH -complejo principal de histocompatibilidad-)

5. La presentación de péptidos antigénicos determina que los linfocitos T colaboradores reconozcan a estos péptidos, gracias a sus receptores de membrana, uniéndose específicamente a los antígenos presentados, lo que provoca que éstos queden activados.

RESPUESTA

HUMORAL RESPUESTA

CELULAR

Coordinación respuesta humoral-celular

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.

• La unión se lleva a cabo entre las porciones variables de las cadenas H y L del anticuerpo y los determinantes antigénicos del antígeno

• Es extraordinariamente específica: el anticuerpo sólo reconoce los determinantes antigénicos que son complementarios

• No se establece ningún enlace covalente entre antígeno anticuerpo, por lo que la reacción es reversible

Ag (antígeno) + Ac (anticuerpo) AgAc (complejo antígeno-anticuerpo)

Se desplaza hacia un lado u otro según las concentraciones de Ag y Ac y de la intensidad de su reacción

Reacción de precipitación

• …los antígenos son macromoléculas solubles con varios determinantes

• Los anticuerpos libres en el plasma sanguíneo se unen a los antígenos formando complejos tridimensionales insolubles que precipitan

Reacción de aglutinación

• …los antígenos están situados en la superficie de bacterias u otras células (aglutinógenos)

• La reacción entre anticuerpos (Aglutininas) con los aglutinógenos. Las células forman agregados que sedimentan con facilidad

Reacción de neutralización

• Los determinantes antigénicos están en la cápsula vírica de virus

• Disminuye la capacidad infectante del virus al unirse los anticuerpos con sus determinantes antigénicos. La reacción es reversible (los virus pueden volver a activarse)

Reacción de opsonización

• Los microorganismos están recubiertos de anticuerpos (opsonizados)

• Los microorganismos cuando están recubiertos de anticuerpos son fagocitados más ávidamente por los fagocitos. El complejo antígeno-anticuerpo se une a receptores de membrana de los fagocitos y facilita su fagocitosis.

A. Enfermedad autoinmune (autoinmunidad)

• Condiciones normales: el sistema inmunológico es capaz de reconocer las moléculas del propio cuerpo y distinguirlas de aquellas que son extrañas, produciendo anticuerpos sólo contra las extrañas.

• Fallos: no reconoce como propias determinadas moléculas, dando lugar a enfermedades autoinmunes. (Enfermedad producida por una respuesta inmunitaria en la que se destruyen moléculas o células propias)

• Existen varios factores que afectan a los cuadros clínicos de las enfermedades autoinmunes:

• Factores genéticos: de predisposición. Afectan sobre todo a las enfermedades órgano-específicas.

• El sexo: el 75% de los pacientes son mujeres, probablemente por razones hormonales.

• Factores medioambientales, nutricionales, estrés,..

• Respuesta inadecuada o exagerada del sistema inmunitario ante la exposición de un antígeno inocuo o poco peligroso.

• El término alergia es utilizado comúnmente para referirse a reacciones de hipersensibilidad, mientras que un alérgeno es un antígeno que provoca hipersensibilidad.

• Se pone de manifiesto tras contactos posteriores con el antígeno y aparece el cuadro clínico característico de cada tipo de hipersensibilidad.

•La memoria inmunológica es la causante del daño tisular y de la inflamación que se produce en los sucesivos contactos con el antígeno

B. Reacción alérgica o hipersensibilidad

C. Inmunodeficiencia

• Incapacidad del sistema inmunológico para defender al organismo frente a las infecciones microbianas.

• Son situaciones patológicas producidas por el no funcionamiento o el funcionamiento incorrecto del sistema inmune.

• Atendiendo a su origen se dividen en dos grandes grupos:

– Inmunodeficiencias primarias o congénitas:• Patologías de tipo genético, debidas a defectos en los diferentes componentes del

sistema inmune. • Frecuencia 1:500 nacidos, y desde hace más de una década muchas son curables

mediante injertos de médula.• Las más conocidas son:

– Imnunodeficiencia de linfocitos T.– Inmunodeficiencia de linfocitos B.– Fallos en la síntesis de las proteínas del complemento– Desarrollo anormal de los órganos linfoides

– Inmunodeficiencias secundarias o adquiridas: • Se adquieren después del nacimiento y se deben a factores extrínsecos o

medioambientales: fármacos, nutrición, infecciones..etc.• La más conocida es el SIDA, enfermedad producida por un virus y que provoca una

inmunodeficiencia permanente y progresiva.

D. El sistema inmunitario y los trasplantes

• Trasplantes: procedimiento médico que permite sustituir determinados órganos o tejidos enfermos de una persona por otros.

• Receptor: persona que recibe el trasplante.

• Donante: persona que dona el órgano.

• Según la procedencia del órgano se distingue:

– Trasplante autólogo, autotrasplante o autoinjerto: Tejidos del propio individuo

– Trasplante alogénico, alotrasplante o aloinjerto: Tejidos de otro individuo de la misma especie:

– Isotrasplante o isoinjerto: Tejidos de un individuo de la misma especie, genéticamente idéntico

– Xenotrasplante o xenoinjerto: Tejidos de un individuo de otra especie.

RechazoRechazo

• Cuando se trasplanta un órgano se producen una serie de fenómenos en la persona receptora que pueden conducir a que el injerto u órgano sea rechazado al ponerse en marcha el sistema inmunológico del receptor (reconoce las moléculas del injerto u órgano trasplantado como extrañas)

• No existe ningún tipo de rechazo en los autoinjertos e isoinjertos (constitución genética de donante y receptor son idénticas) o en tejidos sin irrigación sanguínea o escasa.

Causa del rechazo• Debido a la estructura del complejo principal de

histocompatibilidad (HLA) de la membrana de los linfocitos y de la gran mayoría de las demás células.

• El complejo HLA está formado por diferentes moléculas, principalmente proteínas estructurales de membrana. Existe una inmensa variabilidad en cuanto a su estructura, de modo que sus múltiples combinaciones dan lugar a un mosaico antigénico característico de cada individuo.

• La estructura de las HLA de cada individuo es reconocida por las células de su sistema inmunitario.

• Las moléculas HLA de las células del tejido trasplantado actúan como antígenos extraños y desencadenan el proceso de rechazo.

GRUPO SANGUÍNEO ABO

DADOR UNIVERSAL

RECEPTOR UNIVERSAL

COMPATIBILIDADES