INTRODUCCIÒN AL SISTEMA INMUNITARIO
Presentado por
Equipo #1
Alejandra Lantigua 2-11-1282
Rosagelys Aracena 2-07-0783
Josè E. Polanco C 2-11-1220
Angelica Tavarez 2-11-1042
Rafael del Valle
2-10-2834
Keysy Tavarez 2-10-0902
Jennifer Peña 2-11-1264
Ramon Lopez
2-11-1123
Miria Hiciano 2-11-1567
Esther Joshep
2-11-0199
APROXIMACIÒN DE LOS CONCEPTOS DE LA INMUNOLOGÌA
Para ir entendiendo la
inmunología como ciencia biológica hay 3 términos o conceptos de suma
importancia que son clave en el conocimiento de esta ciencia y se deben tener
pendiente como lo son:
El concepto de inmunidad:
conjuntos de mecanismos de defensa de los animales frente a agentes externos
extraños. Se adquiere al nacer y va madurando y consolidándose durante los
primeros años de vida.
La inmunología: es una ciencia
biológica que estudia todos los mecanismos fisiológicos de defensa de la
integridad biológica del organismo, dichos mecanismo consisten en la
identificación de lo extraño y su destrucción.
Respuesta inmune: actuación
integrada de un gran número de mecanismos heterogéneos de defensa contra
sustancias y agentes extraños.
DESARROLLO HISTÒRICO DE LA INMUNOLOGÌA
Los orígenes de la inmunología
van de la mano con la microbiología, su objeto consiste en el estudio de
respuestas de defensa que han desarrollado los animales frente la invasión por
microorganismos o partículas extrañas.
Como otras ciencias la
inmunología presenta un prolongado periodo pre-científico de observaciones y
aproximaciones meramente empíricas, el historiador griego Tucidides narra que
en una epidemia acaecida durante la guerra de Peloponeso los enfermos eran
atendidos por aquellos que habían sobrevivido a la enfermedad en la seguridad
de que estos no volverían a ser contagiados, igualmente en la antigua china se
había observado que las personas en su niñez habían padecido la viruela no la
adquirían mas adelante en su vida.
El primer acercamiento a la
inmunización con criterios racionales fue realizado por el medico ingles Edward
Jenner (1749-1823) tras su constataciones de que las vaqueras que habían
adquirido viruela vacunal no eran atacadas por la grave y deformante viruela
humana. En mayo de 1796 inoculo un niño fluido procedente de las pústulas
vacúnales de Sarah Nelmes, semas después
el niño fue inyectado con pus de una pustula de un enfermo de viruela comprobando
que no quedaba afectado por la enfermedad.
El primer abordaje científico se
debió a Louis Pasteur, estudiando la bacteria responsable del cólera aviar,
observo que inoculando las gallinas con cultivos viejos poco purulentos las
protegía de contraer la enfermedad. De esta forma obtuvo la primera vacuna de
microorganismo atenuado.
Años después Pasteur abordaría
sobre la vacuna ante la rabia, enfermedad de la que se desconocía el agente
causal, Pasteur realizo la primera vacunación contra la rabia en humanos el 6
de julio de 1885 sobre un niño el cual un perro rabioso había mordido. Los
logros de Pasteur determinaron en buena medida la creación del instituto
Pasteur.
A finales del siglo XIX existían
dos teorías opuestas sobre los fundamentos biológicos de las respuestas
inmunes, el zoólogo ruso Ilya Ilich Mechnicok estableció a partir de 1883 su
teoría de los fagocitos tras estudiar fenómenos de englobamiento de partículas
extrañas por los leucocitos de conejo y humanos. Informo que existían fenómenos
d eliminación patógenos por medio de células devoradoras. Esta teoría de la
fagocitosis constituyo el núcleo de la teoría de la inmunidad celular.
Por otro lado Ehrlich permitió
obtener sueros de caballo con niveles de anticuerpos suficientemente altos como
para conferir una protección eficaz, e igualmente se pudo disponer de un ensayo
para cuantificar la "antitoxina" presente en suero. Ehrlich dirigió
desde 1896 el Instituto Estatal para la Investigación y Comprobación de Sueros,
en Steglitz, cerca de Berlín, y, a partir de 1899, estuvo al frente del mejor
equipado Instituto de Terapia Experimental, en Frankfurt. Durante este último
periodo de su vida, Ehrlich produce una impresionante obra científica, en la
que va ahondando en la comprensión de la inmunidad humoral.
En 1898 Jules Bordet (1870-1961)
descubre otro componente sérico relacionado con la respuesta inmunitaria, al
que bautiza como "alexina", caracterizado, frente al anticuerpo, por
su termolabilidad e inespecificidad. El mismo Bordet desarrolló, en 1901, el primer
sistema diagnóstico para la detección de anticuerpos, basado en la fijación del
complemento, y que inició una larga andadura, que llega a nuestros días.
La conciliación de las dos
teorías (celular y humoral) se inició con los trabajos de Almorth Wrigth y
Stewart R. Douglas, quienes en 1904 descubren las opsoninas, anticuerpos
presentes en los sueros de animales inmunizados y que, tras unirse a la
superficie bacteriana, incrementan la capacidad fagocítica de los leucocitos.
En los años 50 se reconoce que los linfocitos son las células responsables de
los dos componentes, humoral y celular, de la inmunidad.
Heidelberg y Kendall (1936) purificaron
anticuerpos a partir de sueros por disociación de precipitados. Tiselius (1939)
demostró que los anticuerpos constituyen la fracción gamma-globulínica del
suero. Veinte años después R.R. Porter y G.M. Edelman establecen la estructura
de las inmunoglobulinas. Durante este lapso de tiempo se descubre que la
síntesis de anticuerpos ocurre en las células plasmáticas, aunque éstas no son
puestas en relación aún con los linfocitos;
Heidelberg y Kendall (1936) purificaron anticuerpos a partir de sueros
por disociación de precipitados. Tiselius (1939) demostró que los anticuerpos
constituyen la fracción gamma-globulínica del suero. Veinte años después R.R.
Porter y G.M. Edelman establecen la estructura de las inmunoglobulinas. Durante
este lapso de tiempo se descubre que la síntesis de anticuerpos ocurre en las
células plasmáticas, aunque éstas no son puestas en relación aún con los
linfocitos.
Una importante faceta de la
inmunología de la primera mitad del siglo XX fue la obtención de Vacunas. Se
lograron toxoides inmunogenicos a partir de toxinas bacterianas, en muchos
casos por tratamiento con formol: toxoide tetánico (Eisler y Lowenstein, 1915)
y toxoide diftérico (Glenny,1921). En 1922 se desarrolla la vacuna BCG contra
la tuberculosis, haciendo uso de una cepa atenuada de Mycobacterium
tuberculosis, el bacilo de Calmette-Guerin. La utilización de coadyuvantes se inicia
en 1926, por LeMoignic y Piroy.
La Inmunogenetica nace cuando
Bernstein describe en 1921 el modelo de transmisión hereditaria de los cuatro
grupos sanguíneos principales, basándose en el análisis estadístico de sus
proporciones relativas, y con el descubrimiento de Landstainer y Levene (1927)
de los nuevos sistemas MN y P. Los experimentos de transfusiones sanguíneas
inespecíficas permitieron distinguir la gran complejidad de los antígenos
sanguíneos, explicables según unos 300 alelos múltiples.
El tipo de mecanismos postulados
para explicar la especificidad la especificidad de la reacción
antígeno-anticuerpo tiene dos tipos: La
selectiva y la instructiva. La primera formulación de tipo instructivo se decio
a Paul Ehrlich (teoría de las cadenas laterales): Suponía que las células
inmunes expresan en su superficie una gran variedad de cadenas laterales
preformadas; la interacción originaria la liberación de la cadena lateral, e
induciría a la célula a producir y liberar más cadenas laterales de este tipo
concreto. Como se ve, esta teoría supone que la selectividad de la cadena
lateral está determinada previamente a la exposición al antígeno, que solo actúa seleccionando la producción y liberación de la cadena adecuada.
En las teorías instructivas el
antígeno juega un papel central a la hora de terminar la especificidad del
anticuerpo correspondientemente. Se sugería que el antígeno serviría como un
molde alrededor del cual se plegaria la molécula del anticuerpo, que de esta
forma adquiriría su especificidad.
Macfaelane Burnet (1899-1985), al
establecer su teoría de la selección clonal; que argumenta que cada linfocito
B, previamente al contacto con el antígeno, sintetiza un único tipo de
anticuerpo, especifico para cada antígeno determinante antígeno), de modo que
la unión del antígeno causa la proliferación clonal del linfocito B, con la
consecuente síntesis incrementada de anticuerpos específicos.
Los avances en la inmunología
durante los últimos años han sido especturales, consolidando a esta como ciencia
indepediente.
Memoria inmunológica específica:
Esta tiende a evitar que el
agente infeccioso provoque enfermedad en una segunda infección.
Barreras naturales: esta es lo
que protegen de la infección de los agentes patógenos.
BARRERAS ANATOMICAS Y FISICAS
Barreras anatómicas (superficies corporales):
la piel y membranas mucosas.
La piel es una auténtica barrera
infranqueable para la mayor parte de los microorganismos, esta está compuesta
de varias capas de células muertas, recubiertas de las proteínas queratina,
resistente al agua.
Existen zonas de la superficie
del cuerpo no recubiertas por piel como son:
· Tracto Respiratorio
· Tracto Urinario
En estas zonas hay fluidos que
colaboran a la eliminación de microorganismos.
FUNCION DEL PH
El pH impide que atraviesen la
mayoría de los microorganismos, excepto algunos patógenos.
FUNCION DE LA TEMPERATURA
La temperatura corporal inhibe el
crecimiento.
SUSTANCIAS ANTIMICROBIANAS DEL
ORGANISMO
· LA LISOZIMA: aparece en muchas
secreciones (nasofaringe, lagrimas, sudor, sangre, pulmones, y tracto
genitourinario).
· LA BETA- LISINA: producidas por las
plaquetas.
· ESPERMINA: en el semen.
SECUESTRO DEL HIERRO
El hierro libre en el organismo
es muy escaso; este está secuestrado formando complejos de moléculas como son
la hemoglobina, inmunoglobulina, la ferritina etc.
PROTECCION DE LA MICROBIOTA NORMAL
La microbiota normal del
organismo evita la colonización del hospedador por microorganismos exógenos.
Por esta razón una limpieza
exagerada de la piel y la vagina puede causar infecciones por microbios
exógenos. La bacteria Lactobacillus acidophilus le confiere protección a la
vagina.
· En la piel existen 2 tipos de habitad
principales:
1. La superficie de la piel
propiamente dicha, que normalmente solo la pueden colonizar algunas bacterias
bien adaptadas: Micrococcus, Staphylococcus epidermidis, S. aureus.
2. Las glándulas (sudoríparas y
sebáceas), durante la adolescencia se desarrolla el acné producido por el
propiobacterium acnés.
· La boca posee una población
heterogénea de bacterias, donde son importantes los representantes del género
Streptococus: S. salivaris
(lengua), S. mitis (carrillos) y S. mutans (dientes).
· El intestino grueso posee una
abundantísima flora microbiana. Funciona como si fuera un quimiostato.
SISTEMA INMUNITARIO
v. Sistema de inmunidad innata, natural o
inespecífica.
En esta participan los siguientes
elementos:
Células.
·
Fagocitos (leucocitos del
sistema retículo-endotelial, que se originan en la medula ósea): En la sangre
los PMN neutrofilos y los monocitos; en los tejidos los macrófagos.
· Células NK: son leucocitos que se
activan por interferones inducidos en respuesta a virus.
Factores solubles.
· Proteínas de fase aguda: aumentan su
concentración rápidamente unas 100 veces ante una infección.
· Sistema del complemento: se trata de
un conjunto de unas 20 proteínas del suero que interactúan entre si y con otros
componentes de los sistema inmunes innato y adquirido.
Consecuencias.
· Lisis directa del microorganismo.
· Quimiotaxis sobre fagocitos.
· Opsonozacion.
· La activación del complemento controla
también la reacción de la inflamación aguda.
FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA INMUNE NATURAL
Ocurre por medio de la
endocitosis (captación de macromoléculas del fluido extracelular por medio de
una invaginación de la membrana plasmática, se forma una vesícula); se puede
dar de dos formas:
1- Pinocitosis: ocurre una introducción de
las macromoléculas en la vesícula, esto dependerá de la concentración de las
grandes moléculas.
2- Endocitosis mediada por receptores:
cuando están dentro se unen a un receptor especifico de la membrana, aquí
ocurre lo siguiente: las endosomas liberan su contenido acido, y a su vez estas
se unen al lisosoma primario para formar el lisosoma secundario que termina
convirtiendo a las macromoléculas en productos hidrolizados y luego la
eliminación de la misma.
Fagocitosis: es un tipo de agrupamiento que hacen las células
fagociticas a las partículas hasta
introducirlas en las células creando un fagosoma o vesícula. Estas células
poseen gránulos que son los encargados de destruir al microbio. Hay una
activación de la membrana para que se dé el englobamiento.
Los lisosomas eliminan a través
de los siguientes mecanismos:
- Mecanismo dependiente del O2: provoca
la producción de radicales tóxicos antimicrobianos dando sustancias más
sustancias toxicas dejando como resultado la afectación de virus y bacterias.
- Mecanismo independiente del O2:
ocurre por la salida de las enzimas hidrológicas que trabajan como
bactericidas.
- Mecanismo dependiente de Óxido
Nítrico (NO).
Activación del complemento por la
ruta alternativa:
En la ruta alternativa podemos
distinguir dos grandes fases: la iniciación por el componente C3 y el
ensamblaje del complejo de ataque a la membrana (CAM).
a) Iniciación de la ruta
alternativa por el componente C3.
b) Ensamblaje sobre la membrana del
microorganismo del complejo de ataque a la membrana (CAM), por la "vía
post-C3".
El resultado son innumerables
complejos CAM ensamblados en la membrana citoplásmica, por los que entran
grandes cantidades de agua con iones Na+, que pueden provocar la lisis del
microorganismo.
Funciones biológica del
complemento activado por la ruta alternativa:
a) la lisis celular por el CAM.
El recubrimiento del microorganismo por numerosas unidades de C3b es un ejemplo
de opsonización: facilita la unión de los fagocitos al agente extraño, para su
inmediata fagocitosis.
b) estimulan la tasa respiratoria
de los PMN neutrófilos, lo que supone una activación de sus mecanismos
destructivos dependientes de oxígeno (citados más arriba). estos péptidos son
anafilotoxinas, es decir, estimulan la desgranulación de los mastocitos y de
los PMN basófilos, lo cual supone la liberación de una variedad de sustancias
como:
Histamina: provoca vasodilatación
y aumento de la permeabilidad de los capilares sanguíneos.
Heparina: efecto anticoagulante.
Factores quimiotácticos que
atraen a PMN neutrófilos y eosinófilos.
Todo ello, como se puede ver, va
encaminado a congregar hacia el foco de infección a las células fagocíticas,
parte de las cuales se activan para mecanismos defensivos. Pero además, estas
anafilotoxinas inducen el que los mastocitos sinteticen prostaglandinas (PG) y
leucotrienos (LT), cuyos papeles fisiológicos son:
Intervenir en el mecanismo
fisiológico del dolor
Favorecer aún más la quimiotaxis
de los PMN
Favorecer más la vasodilatación.
REACCIÒN DE LA INFLAMACIÒ AGUDA
La inflamación es una reacción
ante la entrada de un microorganismo a un tejido, con síntomas y signos de
dolor, enrojecimiento, hinchazón y sensación de calor, con un edema debido a la
acumulación de líquido rico en leucocitos.
La vasodilatación y el incremento
de la permeabilidad capilar facilitan la entrada al tejido dañado de las
enzimas del sistema de coagulación sanguínea.
Una vez ocurrida la respuesta de
la inflamación ayuda, y eliminado el microorganismo por los fagocitos, tiene
lugar la reparación del tejido dañado y la regeneración con tejido nuevo,
mediante la cicatriz que no es más que la acumulación de nuevos capilares y de
fibroblastos.
Otros mecanismos de inmunidad
inespecífica:
A) Mecanismo humorales:
Proteínas de fase ayuda: estas
proteínas incrementan su concentración específicamente cuando se produce una
infección. Unas de las más importantes es la proteína C- reactiva, que se
produce en el hígado ante daño en los tejidos.
B) Mecanismos celulares:
Dependen de células que destruyen
desde fuera, no por fagocitosis:
Células Nk (asesinas naturales):
son linfocitos grandes, distintos que los B y T, y que a diferencia de estos
poseen gránulos citoplasmáticos. Su papel es reconocer células tumorales o
infectadas con virus, se unen a ellas y liberan al espacio que queda entre ambas
el contenido de sus gránulos.
El sistema de inmunidad
adaptativa o especifica
Algunos microorganismos no
desencadenan activación del complemento por la ruta alternativa, y no pueden
ser lisados porque no llegan a quedar opsonizados por la proteína c3b. Incluso
existen microbios que escapan al control de los fagocitos. Para poder
enfrentarse con estos invasores, la evolución ha desarrollado en los
vertebrados, y principalmente en los
mamíferos, una barrera defensiva adicional, más sofisticada, consiste en un
tipo de moléculas que funcionan como adaptadores flexibles, que por un lado se
unen a los fagocitos, y por el otro se unen al microorganismo, no importa de
qué tipo se trata, estos ¨adaptadores¨ se llaman Anticuerpos.
-Cada tipo de Anticuerpos contiene
3 regiones
1) Una que reconoce a cada invasor.
2) Otra con funciones biológicas, unión al
complemento, activándolo por la ruta clásica.
3) Unión a fagocitos.
La Respuesta de la inmunidad
específica son de dos tipos:
-Inmunidad humoral
-Inmunidad
especifica celular
Los anticuerpos son los
mediadores de la inmunidad específica humoral. La unión entre el antígeno y el
anticuerpo específico provoca una serie de activación como son:
- La activación del complemento por la
ruta clásica, conducir a la lisis del microorganismo invasor.
- Opsonizacion, facilita la
fagocitosis.
- Neutralización directa.
Los anticuerpos son producidos
por las células Plasmáticas, diferenciadas a partir de los linfocitos B.
Mientras que los antígenos son las moléculas del microorganismo o partícula
extraña que reaccionan con los anticuerpos. Son los antígenos que seleccionan
el anticuerpo específico que le hará frente. Sin embargo cada tipo de
anticuerpo esta preformado antes de entrar en contacto por primera vez con el
Ag.
Tras su primer contacto Con el
Ag, los linfocitos se multiplican y
diferencia hasta dar un clon de células plasmáticas.
La respuesta de formación de Ac
provocada tras el primer contacto de cada Ag con el linfocito B se llama
respuesta primaria. Este primer confiere al individuo al individuo una memoria inmunológica de que el cuerpo se
encuentra preparado para afrontar una segunda infección por el mismo agente. Y
una respuesta Secundaria, ya existen linfocitos cebados de memoria, estos
necesitan menos divisiones celulares antes de poder diferenciarse a su vez en
células plasmáticas productoras de Ac.
La memoria inmunológica: Es específica para cada antígeno. Su base
es que cada anticuerpo reconoce un solo antígeno, aún más como veremos,
reconocen porciones concretas de cada antígeno, denominados epitopos.
Como puede el organismo reconocer
tan específicamente moléculas extrañas, a las que ataca y discriminarlas respecto
de sus propias moléculas, a las que respeta?
En 1960 Burnett y Fenner propusieron una hipótesis que se demostraría
básicamente concreta años más tarde: El cuerpo desarrolla oncogénicamente un
sistema para distribuir lo propio y evitar reaccionar contra él.
Cuando el sistema linfoide se
está desarrollando van llegando a él componentes circulantes de las
moléculas de las distintas partes del
cuerpo, así el sistema inmune aprende a reconocer estos componentes y se provoca
una incapacidad permanente para reaccionar contra ellos.
La inmunidad celular es la otra rama de la inmunidad específica
· La inmunidad humoral, por si misma,
seria de poca utilidad frente a patógenos intracelulares, para ello han
evolucionado un sistema de inmunidad celular, que esta mediado por linfocitos T
· Los linfocitos T reconocen el Ag
extraño siempre que esté situado sobre la superficie de células de propio
organismo hospedador. Pero no pueden reconocer el Ag por sí solo, sino que este
debe estar en combinación con una molécula marcadora de la superficie celular.
· El receptor de los linfocitos T (TCR)
es diferentes a los Ac, aunque ambos comparten algunos rasgos estructurales.
· Las moléculas marcadoras de
superficie pertenecen al llamado sistema
de histocompatibilidad (HMC)
· Los linfocitos T, al igual que los B,
se seleccionan y se activan combinándose con el antígeno , lo que provoca se
expansión clonal
Funcionalmente existen dos tipos
de linfocitos T
- Linfocitos T citotòxicos o matadores
(Tc): Son los principales defensores de la inmunidad específica celular,
destruyen las células del propio organismo infectadas por virus. En el cuerpo
existen multitud de clones Tc, cada uno de los cuales posee en su superficie
receptores distintos de los Ac, aunque con proporciones parecidas a las de los
Ac.
- Los linfocitos T colaboradores o
coadyuvantes: No tienen actividad matadora, si no que ocupan un papel central
en el sistema inmune, activando a otras células: Macrófagos linfocitos Tc y B.
Los linfocitos TH juegan un papel
importante en la activación y expansión clonal de los linfocitos B para
producir anticuerpos, y de los linfocitos T citotòxicos.
Como se ve en la inmunidad innata
y adquirida no se dan independientes una de la otra, si no que interactúan
estrechamente entre si en toda respuesta inmune. Como ha quedado indicado, los
macrófagos y otras células del sistema innato de inmunidad intervienes en la
activación de la respuesta inmune específica (adquirida), por otro lado, varios
factores solubles de sistema de inmunidad adquirida potencian la actividad de
las células fagocìticas del sistema innato.
Resumiendo podemos expresar así
las principales características de las respuestas inmunes específicas:
· Especificidad hacia antígenos
distintos. De hecho, como veremos oportunamente la especificidad es hacia
porciones concretas del antígeno o partícula extraña, denominados epitopos o
determinantes antigénicos
Diversidad: El repertorio de
linfocitos en cada individuo es gigantesco, y se deriva de variaciones en los
sitios de unión para el antígeno en los correspondientes receptores de células
T y B.
Memoria inmunológica, de modo que el
organismo guarda recuerdo de cada agente o partícula extraña tras su contacto
con él. En los ulteriores encuentros de sistema inmune con cada antígeno se
producirá una respuesta secundaria más rápida e intensa, y en caso de los
anticuerpos, cualitativamente superior a la respuesta primaria. La memoria
inmunologías aprovecha de las técnicas de vacunación activa, que tan
importantes son en la profilaxis de enfermedades infecciosas.
Autoalimentacion, de modo que la
respuesta va decayendo con el tiempo, conforme se va alimentando el agente
extraño, debido a unos sistemas de retroregulaciòn que devuelven el sistema
inmune a su nivel basal, preparándolo para nuevas respuestas.
Discriminación entre lo propio y lo
ajeno: Durante las primeras fases ontogénicas del individuo el sistema inmune
específico aprende a reconocer lo propio, de modo que se induce a un estado de
autotolerancia. Esto supone que los trasplantes de tejidos procedentes de
donantes genéticamente distintos sean rechazados. Los fallos en este sistema de
discriminación entre lo propio y lo ajeno puede desembocar en enfermedades por
autoinmunidad (ataque a componentes propios).
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