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INMUNOLOGÍA 1. CONCEPTO DE INMUNIDAD La inmunidad es el conjunto de mecanismos que un individuo posee para enfrentarse a la invasión de cualquier cuerpo extraño y para hacer frente a la aparición de tumores. Esta cualidad se adquiere antes del nacimiento y madura en los primeros años de vida. En los vertebrados implica que los organismos diferencian lo propio de lo ajeno, es decir, reconocen todos sus tipos celulares. Infección: Conjunto de alteraciones en los órganos o en las funciones de los órganos producidos al acceder un microorganismo al medio interno. 2. MECANISMOS DE DEFENSA 2.1. DEFENSAS INESPECÍFICAS O MECANISMOS INNATOS. Son el conjunto de mecanismos que tienden a evitar la invasión de los microorganismos, y están presentes en el organismo de forma natural. Unos actúan impidiendo la entrada del agente invasor en el organismo, y otros lo combaten una vez que ha penetrado. 2.1.1. MECANISMOS INNATOS EXTERNOS: - Barreras físicas. La piel en los animales, que sufre continuas descamaciones, evitando que penetren o proliferen los microorganismos. Cicatrización de heridas. Formación de cuerpos extraños. 1 - - Barreras químicas. Mucosas: tapizan los orificios naturales y segregan mucus con la finalidad de englobar partículas extrañas para su expulsión. Fluidos con sustancias antimicrobianas. Por ejemplo: la saliva contiene lisozima, el semen, espermina, etc. Ciertas secrecciones modifican el pH, lo que destruye muchos microorganismos. Un ejemplo es el HCl del estómago. Flora autóctona Son microorganismos presentes de forma natural en ciertas partes de nuestro organismo (por ejemplo, las bacterias que forman la flora intestinal) que impiden que nuevos microorganismos se instalen. 2.1.2. MECANISMOS INNATOS INTERNOS En caso de que el agente extraño logre “burlar” los mecanismos anteriores, intervienen respuestas internas mediadas tanto celulares como por sustancias químicas (componentes humorales) - Macrófagos: Reconocen agentes peligrosos, los fagocitan y presentan sus fragmentos a los linfocitos T. También fagocitan células viejas y otras sustancias extrañas. - Neutrófilos: Son los más abundantes. Fagocitan microorganismos patógenos. - Células asesinas naturales (Natural Killer). Son células linfoides que provocan la muerte de microorganismos, células infectadas, células tumorales o células ajenas. Las destruyen gracias a la "perforina", una proteína que crea poros en la membrana de las células infectadas, por lo que son células citolíticas. - Interferón. Son moléculas de naturaleza proteica segregadas por las células infectadas por virus, que captadas por las células adyacentes, las estimulan a sintetizar sustancias antivirales que evitan la proliferación viral (Por ejemplo, inhibiendo la replicación del genoma vírico) - El complemento. Formado por complejos macromoleculares de proteínas que circulan por la sangre. Promueven la lisis de células infectadas y atraen a los macrófagos. La respuesta inflamatoria es parte de la inmunidad innata y se presenta cuando los tejidos son expuestos a bacterias, calor, golpes o traumas, etc. Las células del tejido dañado (mastocitos) liberan histamina y otras sustancias que hacen que los vasos sanguíneos aumenten su permeabilidad, de forma que pase plasma en los tejidos. Esto produce una inflamación localizada que ayuda a aislar el agente extraño del contacto con otros tejidos corporales. 2 2.2. DEFENSAS ESPECÍFICAS O MECANISMOS ADQUIRIDOS. Estas defensas las lleva a cabo el Sistema Inmunitario (formado por el timo, el bazo, la médula ósea, los ganglios linfáticos, la sangre y la linfa), que nos defiende específicamente de parásitos, órganos trasplantados, células cancerosas, microorganismos y sustancias tóxicas fabricadas por ellos. Durante las primeras fases del desarrollo este sistema "aprende" a reconocer lo propio. Cuando esta capacidad se pierde aparecen las enfermedades autoinmunes; y cuando se producen respuestas frente a sustancias que, en principio, son inocuas: alergias. Antígeno: molécula que se comporta como extrañas para el organismo yLos contra la cual éste desarrolla una respuesta inmune específica. mecanismos específicos los llevan a cabo células: linfocitos y Es reconocida por los linfocitos, estimulando la producción de sustancias humorales: anticuerpos. anticuerpos. En la respuesta específica intervienen células: linfocitos y sustancias humorales: anticuerpos. 2.2.1. LAS CÉLULAS DEL SISTEMA INMUNITARIO ADQUIRIDO Los linfocitos: son uno de los tipos de leucocitos, responsables de la especificidad inmunitaria. Existen dos clases fundamentalmente: linfocitos T (maduran en el timo y son responsables de la inmunidad celular) y linfocitos B (maduran en el bazo y son responsables de la respuesta humoral) a) Los linfocitos T (RESPUESTA CELULAR). Pueden ser: Los linfocitos Ta, T8 (colaboradores): se activan cuando un macrófago les presenta un antígeno: - Sintetizan mensajeros de inmunidad para estimular a otras células inmunitarias. Estimulan a macrófagos y otras células fagocíticas. Desencadenan la producción de anticuerpos por los linfocitos B. Estimulan la proliferación y acción de los linfocitos Tc. Linfocitos Tc, T8 (citotóxicos): son estimulados por macrófagos. Destruyen las células infectadas por el virus que le presentó el macrófago mediante unas sustancias llamadas citocinas. También producen interferón. b) Los linfocitos B (RESPUESTA HUMORAL): Cada individuo tiene del orden de 100 000 000 linfocitos B diferentes capaces cada uno de producir un anticuerpo distinto. A lo largo del proceso de respuesta inmunitaria, por la actuación de los linfocitos Ta darán lugar a: - Las células plasmáticas: responsables de la producción de anticuerpos responsables de la inmunidad humoral. - Las células plasmáticas de memoria: Capaces de desencadenar una rápida producción de anticuerpos ante una nueva entrada del antígeno. 3 2.2.2. ANTICUERPOS. ESTRUCTURA y FUNCIÓN Los anticuerpos son proteínas globulares llamadas inmunoglobulinas que, producidas por los linfocitos B, participan en la defensa contra bacterias y otros parásitos. Circulan por la sangre y penetran en los fluidos corporales donde se unen específicamente al antígeno que provocó su formación. Cadena pesada Estructuralmente son moléculas formadas por una o varias unidades estructurales básicas, según el tipo de anticuerpo. Cada unidad está formada por cuatro cadenas polipéptidicas iguales dos a dos. Dos cadenas pesadas (H) y dos ligeras (L), y una cadena glucídica unida a cada una las cadenas pesadas. Las uniones entre las subunidades proteicas se establecen por puentes disulfuro. Cadena ligera Tanto en las cadenas ligeras como en las cadenas pesadas hay dos porciones, la porción variable (diferente en cada anticuerpo) y la porción constante. La porción variable es la encargada de reconocer al antígeno. La región constante determina el tipo de anticuerpo (hay nueve tipos de regiones constantes distintas). Los anticuerpos tienen además una zona bisagra, que les permiten adaptarse mejor al antígeno. Ahora bien, al tener en ambos extremos regiones variables va a poder unirse a dos antígenos diferentes. La reacción antígeno-anticuerpo Cada antígeno provoca la secreción de un anticuerpo específico, que se une a él por la región variable formándose el complejo antígeno anticuerpo. Esta unión desencadena cuatro tipos de reacciones: a) Neutralización: sin el antígeno es una sustancia tóxica, queda anulada su acción. b) Precipitación: si el antígeno es una sustancia soluble, precipita y el precipitado es fagocitado por los macrófagos. c) Aglutinación: si el antígeno es una célula (bacterias, por ejemplo), se provocan aglomeraciones de bacterias que son fagocitadas por macrófagos. d) Activación del complemento: puede producir la lisis de la bacteria, estimular a los fagotitos (opsonización) y la activación de la respuesta inflamatoria 4 2.2.3. LA RESPUESTA INMUNITARIA ADQUIRIDA Los organismos que desarrollan inmunidad adquirida van a reaccionar desencadenando dos tipos de respuesta: La respuesta inmunitaria humoral: es la producción de anticuerpos por las células plasmáticas (los linfocitos B al activarse se transforman en células plasmáticas). Los anticuerpos se fijarán a antígenos específicos, provocando las cuatro reacciones anteriores. La respuesta inmunitaria celular: La respuesta humoral es poco eficaz si se trata de destruir a los agentes extraños que están en el interior de las células del propio organismo. La respuesta celular va dirigida a destruir estas células infectadas y a evitar que los agentes extraños puedan seguir reproduciéndose en ellas. Ambas respuestas actúan coordinadamente contra los agentes patógenos circulantes, los que se encuentran en el interior de las células y las toxinas producidas por ellos. 2.2.4. LA RESPUESTA PRIMARIA Y SECUNDARIA Respuesta humoral primaria: Se produce la primera vez que se entra en contacto con el antígeno. Las células plasmáticas producen anticuerpos IgM en dosis moderadas hasta que cesa la infección. Respuesta humoral secundaria: Si se repite el ataque, al cabo de días, incluso años, se desencadena la respuesta secundaria, más rápidamente. Las células de memoria producen en poco tiempo (al cabo de unos 3 días) muchísimos más anticuerpos del tipo IgG (en ciertas situaciones de los tipos IgA e IgE). También dura más tiempo, y su declive sea más lento. 2.2.4. INMUNOESTIMULACIÓN: VACUNAS Y SUEROS Aunque el Sistema Inmunitario está capacitado para combatir y eliminar células o moléculas ajenas, las enfermedades infecciosas siguen siendo una de las principales causas de mortalidad, sobre todo en países subdesarrollados. Denominamos profilaxis al conjunto de medidas tomadas para prevenir la enfermedad. Los mecanismos para conseguir inmunidad los podemos resumir en: a) La inmunidad adquirida activa. - Natural: Cuando el propio sujeto desarrolla la respuesta frente a antígenos concretos al estar en contacto con el agente. - Artificial: Como la que se adquiere con la vacunación. b) Inmunidad adquirida pasiva. Se consigue cuando hay transferencia de anticuerpos fabricados activamente por otro individuo. Puede ser: 5 - Espontánea: Cuando el paso de anticuerpos es de la madre al feto a través de la placenta o por absorción de la leche materna en los primeros días de lactancia. - Artificial: La inmunidad adquirida pasiva se denomina artificial cuando los anticuerpos se administran en preparados biológicos, como en el caso de los sueros. VACUNAS Son preparados antigénicos constituidos por microorganismos no virulentos, muertos o por moléculas de estos desprovistas de toxicidad. Se obtienen a partir de microorganismos u otros agentes infecciosos e inducen en el individuo una inmunidad adquirida activa frente a esos agentes inoculados, con un mínimo de riesgos y de reacciones locales y generales. Su objetivo es desencadenar la producción de células inmunitarias de memoria. SUEROS Mediante los sueros se consigue una inmunidad inmediata ya que los preparados biológicos que inoculamos contienen los anticuerpos específicos que la urgencia precisa. Es una intervención rápida menos duradera e intensa que la provocada por la vacunación. ENFERMEDAD AUTOINMUNE 6 Algunos linfocitos pueden desencadenar una respuesta inmunitaria contra moléculas o células del propio organismo generándose una enfermedad autoinmunitaria. Las enfermedades de autoinmunidad pueden afectar a cualquier órgano, si bien algunos se ven afectados con más frecuencia que otros; por ejemplo: la sustancia blanca del cerebro y de la médula espinal, en la esclerosis múltiple. ALERGIA E HIPERSENSIBILIDAD La respuesta alérgica es una reacción de ciertos componentes del sistema inmunitario contra una sustancia extraña (alérgeno) que por lo general es inofensiva. Estas reacciones pueden pasar desapercibidas, pero a veces se producen reacciones exageradas, que resultan perjudiciales si se repiten los contactos con el antígeno: son las reacciones de hipersensibilidad. El cáncer y la respuesta inmunitaria. (leer) Las células cancerígenas se parecen a las células normales del cuerpo en muchos aspectos. Aún así, actúan como células extrañas, reproduciéndose rápidamente e invadiendo los tejidos. Además, las células cancerígenas tienen antígenos en su superficie celular que difieren de los antígenos de las células normales y pueden ser identificadas como extrañas por lo que, quizás, el organismo pueda organizar una respuesta inmunitaria. Cada vez hay más pruebas que indican que el cáncer no sólo puede inducir una respuesta inmunitaria sino que es un hecho que ésta se podría producir de modo que las células cancerígenas fuesen suprimidas mucho antes de que se detecte el cáncer. Los cánceres que se desarrollan representarían fallos ocasionales del sistema inmunitario. Por lo tanto, si se refuerza la respuesta inmunitaria, se podrá avanzar en el proceso de lucha contra el cáncer. Rechazo de transplantes. En los transplantes se produce la eliminación del tejido o del órgano dañado y la implantación de otro que reúna las condiciones adecuadas para la supervivencia del receptor. - En los autoinjertos el transplante procede del mismo organismo y el tejido simplemente es movido de una posición a otra. Esta situación siempre tiene éxito si las técnicas quirúrgicas y asépticas son las adecuadas. También tienen éxito los transplante en los que el donante y el receptor son gemelos genéticamente iguales. - Otra posibilidad es entre individuos de la misma especie pero genéticamente diferentes. - También se realizan en algunas ocasiones transplantes entre individuos de diferente especie, xenoinjerto, como entre el hombre y el cerdo. En los dos últimos casos el tejido transplantado generará, por parte del receptor, una respuesta inmune destructiva que se denomina rechazo. Tiene su origen en la existencia de proteínas de superficie en las membranas (moléculas del Complejo Mayor de Histocompatibilidad: señales de identidad 7 de cada tipo celular), si éstas son reconocidas como extrañas se desencadena la respuesta inmune específica. El S.I.D.A y sus efectos en el sistema inmune. El SIDA es provocado por el VIH (retrovirus), que destruye los linfocitos Th (o T4), por lo que los enfermos tienen disminuidas tanto la respuesta inmunitaria humoral como la celular. Por ello, padecen con frecuencia infecciones oportunistas y ciertos tipos de cánceres poco frecuentes. LUCHA CONTRA LOS MICROORGANISMOS PATÓGENOS 1. Métodos preventivos: Profilaxis: evitar el contacto Higiene y antisépticos Vacunas 2. Métodos curativos: Quimioterapia Antibióticos: contra bacterias y hongos Interferón 8