Inmunología

Inmunidad

Propiedad de ser invulnerable a una enfermedad concreta (normalmente superable). La inmunidad es específica (ej: enfermedad de la varicela) y duradera (ej: de por vida, como el tifus) y no debe confundirse con la resistencia a las enfermedades. Se llama inmunología a la ciencia que estudia la inmunidad y el sistema inmunitario.

Tipos de Inmunidad

Inmunidad Congénita (heredada)

• De especie: Presente en todos los individuos de una especie.
• De raza: Presente en algunos grupos o poblaciones de una especie.
• De individuos: Presente solo en un individuo determinado.

Inmunidad Adquirida (a lo largo de la vida)

• Natural (se adquiere sin ser provocada artificialmente):
  • Activa: Se adquiere después de haber superado una enfermedad infecciosa.
  • Pasiva: Se adquiere durante el desarrollo embrionario y la lactancia al recibir los anticuerpos maternos.
• Artificial (provocada mediante métodos artificiales):
  • Activa: Se adquiere mediante la administración de vacunas.
  • Pasiva: Se adquiere mediante la administración de suero.

Inmunidad Artificial. Vacunación

El médico inglés Edward Jenner, a finales del siglo XVII, hizo inmunes a la viruela a unas personas a las que inyectó extractos de pústulas de vacas enfermas de viruela vacuna. La vacuna consiste en la exposición intencionada a la toxina o patógeno muerto o atenuado. Actualmente se dispone de vacunas para muchas enfermedades infecciosas, como el cólera, la tuberculosis, el tétanos… Con la vacunación se logra que el sistema inmunitario forme anticuerpos específicos.

Sueroterapia

Consiste en la inyección de anticuerpos específicos contenidos en el suero (antisueros) obtenido a partir de un animal.

Diferencias entre Vacunación y Sueroterapia

Existe suero contra enfermedades infecciosas como la escarlatina, el botulismo y el tétanos.

Mecanismos de Defensa del Organismo

Barreras Defensivas Primarias

La piel y todas las secreciones que hay en las aberturas se llaman barreras defensivas primarias. La piel de los mamíferos es una barrera física infranqueable para los microorganismos por su grosor y el proceso de queratinización y descamación de las capas celulares. El sudor determina el pH. La flora bacteriana de nuestra piel impide el establecimiento y el desarrollo de otros microbios. La lisozima es capaz de destruir la capa de mureína; en el esperma se encuentra la espermina. En las mucosas respiratorias, los microbios quedan atrapados en el mucus y se eliminan con el movimiento ciliar de las células epiteliales, por la tos y por el estornudo.

Barreras Secundarias

Los microbios que vencen la barrera primaria pasan a la barrera secundaria celular o defensa fagocítica. Los glóbulos blancos (leucocitos) con capacidades fagocitarias son los monocitos (macrófagos) y los neutrófilos.

Fagocitos

Los monocitos, después de algunos días en el torrente circulatorio, migran a los sinusoides hepáticos, bazo, pulmones… y se transforman en macrófagos. Los neutrófilos forman parte del flujo sanguíneo, pero son atraídos quimiotácticamente y se desplazan por diapédesis a los tejidos infectados por microorganismos.

Inflamación

Es una «respuesta inmunitaria» inmediata que no requiere sensibilización previa. Se resuelve con la fagocitosis de los agentes infecciosos. Las células afectadas liberan unas sustancias (mediadores de la inflamación). La inflamación conlleva un aumento de leucocitos circulantes, vasodilatación, aumento de la temperatura (fiebre)…

Química de la Inflamación

• Histamina: Liberada por mastocitos. Produce vasodilatación y aumento de la permeabilidad capilar.
• Opsoninas: Sustancias que facilitan la fagocitosis de las bacterias. Hacen de puente molecular entre los receptores de los fagocitos y la pared bacteriana.
• Pirógenos: Sustancias productoras de fiebre. Actúan sobre el centro termorregulador del hipotálamo. Entre los agentes pirógenos están las endotoxinas de bacterias gramnegativas (pirógenos exógenos), sustancias producidas por microorganismos que hacen que los macrófagos liberen un pirógeno endógeno, la interleucina 1.
• Proteínas de la fase aguda: Proteínas séricas mayoritariamente producidas en el hígado, que aumentan la respuesta a la infección. Su concentración aumenta como respuesta a los factores de la inflamación liberados por los macrófagos.
• Prostaglandinas: Producen la sensación de dolor por excitación de las terminaciones nerviosas. Las prostaglandinas y la histamina son mediadores químicos, así como la serotonina, la bradicinina, los leucotrienos.

El Complemento

Sistema constituido por una veintena de proteínas del tipo globulinas que ayudan a la respuesta inmunitaria. A diferencia de los anticuerpos, siempre se encuentran en el plasma. Los componentes se unen normalmente a complejos antígeno-anticuerpo (a veces directamente a polisacáridos de bacterias gramnegativas) y favorecen la lisis del microorganismo que los tiene adheridos. La unión suele ser secuencial y finalmente cede a la formación de una proteasa que forma poros en la membrana del microorganismo. El complemento está formado por componentes tempranos y tardíos. También se ha comprobado su participación en la liberación de histamina por parte de los mastocitos.

El Interferón

Pequeñas proteínas plasmáticas producidas por los linfocitos T, algunos leucocitos y los fibroblastos que interfieren principalmente en la replicación del virus. Hay 3 tipos: α, β y γ. Los leucocitos y fibroblastos producen α y β en respuesta a virus. Los linfocitos T y células NK producen γ en respuesta a antígenos extraños de virus, bacterias, células tumorales.

Mecanismos de Defensa Específicos. El Sistema Inmunitario

Sistema Inmunitario

Conjunto de células, tejidos y moléculas implicadas en los procesos de inmunización. Cualquier molécula «extraña» al organismo capaz de activar el sistema inmunitario es un antígeno. Los antígenos pueden ser toxinas o sustancias ajenas (producidas por microbios o por organismos pluricelulares), así como componentes de formaciones tumorales del propio organismo.

Sistema Inmunitario. Respuestas Específicas

Ante un antígeno se pueden desencadenar 2 tipos de respuestas: respuesta celular y respuesta humoral. Participan los linfocitos que se forman, se transforman, maduran y se acumulan en los órganos linfoides.

Linfocitos

Se encuentran en la sangre y la linfa y son células inmunocompetentes, ya que participan en la inmunidad humoral y la inmunidad celular. Los linfocitos proceden de células madre pluripotentes, capaces de originar otros leucocitos, eritrocitos y plaquetas. Los linfocitos pueden madurar en la misma médula ósea o en el timo, dando lugar a linfocitos B y T. En los adultos, las células madre de los linfocitos se localizan en la médula ósea roja.

Diferencias entre Linfocitos T y B

Células Presentadoras de Antígenos y MHC

Son células presentadoras de antígenos los macrófagos sanguíneos, las células dendríticas de los órganos linfoides y las células de Langerhans de la piel. Las células presentadoras de antígenos activan los linfocitos T al presentarles antígenos unidos a unas proteínas (MHC) macromoleculares de su propia membrana. Fases del proceso de presentación:

1. Captación e introducción de los antígenos por endocitosis.
2. Degradación de los antígenos por endocitosis.
3. Presentación de algunos de estos péptidos sencillos asociados con proteínas del complejo MHC:

• Tipo I: si los antígenos han sido generados por la propia célula o por una célula tumoral.
• Tipo II: si provienen de la endocitosis.

El Complejo MHC

Es un conjunto de genes que codifican unas glucoproteínas de superficie (autoantígenos del MHC). El MHC presenta un alto grado de polimorfismo, se localiza en el cromosoma 6 y está formado por unos 20 genes diferentes, cada uno con 80 a 100 alelos. En la especie humana, las proteínas MHC se denominan proteínas HLA. La función de las glucoproteínas del MHC es presentar el antígeno procesado a los linfocitos T, pero también son responsables de las características inmunitarias individuales.

Médula Ósea Roja

Se encuentra en los adultos en el interior de los huesos planos; en ella se encuentran las células madre precursoras de los linfocitos. Pueden madurar en linfocitos B, o salen de la médula ósea y migran al timo, donde se transforman en linfocitos T.

Timo

Órgano más atrofiado en los adultos y el más importante para el desarrollo del linfocito T.

Bazo

Se encarga de filtrar la sangre y eliminar eritrocitos y leucocitos defectuosos. Hay zonas ricas en linfocitos B y T.

Antígenos

Es cualquier sustancia capaz de desencadenar una respuesta inmunitaria. Normalmente son macromoléculas de otras especies o de otro individuo de la misma especie. Puede actuar como antígeno una molécula del mismo organismo. La zona concreta del antígeno que se une específicamente a los receptores de membrana de los linfocitos y anticuerpos se llama determinante antigénico. Según el número de determinantes antigénicos, se habla de antígenos univalentes o polivalentes.

Anticuerpos

Las moléculas más sencillas de anticuerpo tienen una estructura en forma de Y. Esta molécula está formada por 4 cadenas polipeptídicas: dos cadenas pesadas (H) y dos cadenas ligeras (L), unidas por puentes disulfuro. Cada cadena tiene un dominio variable y un dominio constante. El extremo C se une a los receptores de membrana o del sistema del complemento. Las regiones hipervariables determinan la especificidad del anticuerpo para cada antígeno. La región bisagra es flexible. Los anticuerpos pueden quedar adheridos a la membrana plasmática de los linfocitos B o ser segregados al exterior de la célula.

Linfocitos y la Selección Clonal

• Selección positiva: Se eliminan los linfocitos T cuyos TCR (receptores de células T) no interaccionan con antígenos del MHC.
• Selección negativa: Se eliminan los linfocitos T cuyos TCR interaccionan con antígenos propios del organismo.

Solo proliferan los linfocitos T cuyos TCR interaccionan con los autoantígenos del MHC, pero no lo hacen con antígenos propios.

Reacciones Desencadenadas por la Unión Antígeno-Anticuerpo

Los enlaces no covalentes entre los determinantes antigénicos y los anticuerpos originan el complejo antígeno-anticuerpo. Un mismo antígeno puede tener diferentes determinantes y para un mismo determinante se pueden formar uno o más anticuerpos. La formación del complejo antígeno-anticuerpo conlleva una serie de reacciones que son:

• Reacciones de aglutinación: Cuando se juntan grupos sanguíneos incompatibles.
• Reacciones de precipitación: Los antígenos son solubles y polivalentes.
• Reacciones de neutralización: Los anticuerpos se unen a zonas que el agente patógeno utiliza para adherirse a las células. Se utiliza normalmente con virus y disminuye su capacidad infectiva.
• Reacciones de opsonización: Se unen a antígenos de membrana y marcan los agentes infecciosos para su fagocitosis.

Autoinmunidad

Producción de anticuerpos contra moléculas propias que son reconocidas como extrañas (autoantígenos). Causas:

• Proteínas confinadas (ojo, tejido cerebral, espermatozoides) que se liberan a la circulación sanguínea (lesión).
• Linfocitos autorreactivos (deberían eliminarse en el timo).
• Mimetismo molecular provocado por bacterias y virus.

Enfermedades Autoinmunes

Alergias

Reacción de hipersensibilidad ante un antígeno inocuo o poco peligroso (polen, esporas, proteínas de alimentos…). La hipersensibilidad excesiva (anafilaxia) puede provocar la muerte. Hay hipersensibilidad inmediata y retardada.

Hipersensibilidad Inmediata

• En el primer contacto: No produce ningún síntoma externo, pero sí que determina cambios conocidos como: El macrófago capta los alérgenos, los procesa y los expone sobre el MHC. Los linfocitos T los reconocen y segregan interleucina-4. Este mediador químico induce la maduración de los linfocitos B a células plasmáticas que segregan IgE. Estos anticuerpos se unen a receptores específicos de membrana de mastocitos y basófilos.
• En el segundo contacto: El alérgeno se une directamente a las IgE de mastocitos y basófilos, que liberan mediadores químicos alérgicos.

Hipersensibilidad Retardada

Los síntomas aparecen al cabo de unas horas o días de la segunda exposición al alérgeno. En este caso, los linfocitos T segregan varias interleucinas y el interferón γ, que activan monocitos y neutrófilos, los cuales forman nódulos granulosos y liberan enzimas hidrolíticas que pueden destruir los tejidos circundantes.

Obtención del ADN Recombinante

Requiere el corte específico del ADN en fragmentos pequeños y manejables mediante un tipo de enzimas conocidas como enzimas de restricción, que pueden considerarse como unas tijeras moleculares. Estas enzimas se aíslan de bacterias y se identifican con distintos números.

Tipos de Leucocitos

Granulocitos

• Basófilos (circulantes)
• Mastocitos (no circulantes)
• Eosinófilos (circulantes)
• Neutrófilos (circulantes)
• Células NK (circulantes)

Agranulocitos

• Monocitos (circulantes)
• Macrófagos (no circulantes)
• Plasmocitos (no circulantes)
• Linfocitos B y T

Respuestas a las Preguntas del T.10 y T.11

T.10

• 37. D) Una enfermedad microbiana que afecta a amplias regiones de la Tierra.
• 38. E) Todas las anteriores.
• 39. D) Las endotoxinas tienen naturaleza proteica.
• 40. B) Los antibióticos.
• 41. A) Está formado por proteínas del grupo de las globulinas.
• 42. E) Todas las mencionadas anteriormente.
• 43. A) La inmunidad celular se produce por medio de los linfocitos B.
• 44. E) En la médula ósea roja.
• 45. C) La malaria.
• 46. C) Son termoestables.
• 47. E) Las heridas en la piel.
• 48. D) El cólera y la disentería amebiana.
• 49. B) Artificial activa.
• 50. B) Unen péptidos antigénicos a las proteínas MHC de la membrana plasmática.
• 51. D) Reacción de opsonización.

T.11

• 23. D) Se encuentran en la superficie de la membrana plasmática de todas las células.
• 24. C) Interviene el interferón γ.
• 25. C) Utiliza radiaciones ionizantes localizadas para el tratamiento del cáncer.
• 26. C) Hipersensibilidad.
• 27. B) Relacionadas con la vaina de mielina de los axones de las neuronas.
• 28. C) Autoantígenos.
• 29. A) Son sustancias producidas por los linfocitos T.
• 30. D) La pueden producir microorganismos, como el virus del SIDA.
• 31. D) El virus se puede transmitir a través de la placenta de la madre infectada.
• 32. D) Está caracterizada por diversas enfermedades, como el sarcoma de Kaposi, caquexia y encefalopatías por el VIH, infecciones oportunistas y linfomas.
• 33. E) Impiden la reproducción del VIH.
• 34. D) Se obtienen a partir de células clonadas de los hibridomas.
• 35. D) En el que el donante y el receptor son la misma persona se llama autoinjerto.