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Apunte 1
CONCEPTOS BÁSICOS DE INMUNOLOGÍA
Introducción
La inmunidad o respuesta inmune es la respuesta a sustancias extrañas (antígenos), incluyendo
microorganismos, como también proteínas y polisacáridos, con consecuencias fisiológicas o
patológicas. El sistema inmune es un complejo formado por diferentes tipos celulares cuyo papel
fundamental es la defensa contra la invasión de diferentes noxas, habitualmente microbianas. A esta
función colaboran otros mecanismos de defensa inespecíficos, como la integridad de membranas,
fagocitosis, etc. Además, este sistema es capaz de reconocer y eliminar a las células neoplásicas, que en condiciones normales se forman continuamente en el organismo.
Estas dos funciones quedan claramente ilustradas en los casos en que existen alteraciones
inmunitarias, ya que los pacientes inmunodeficientes tienen una gran susceptibilidad para desarrollar
infecciones y tumores. Un ejemplo de actualidad son los enfermos con SIDA, que se caracterizan por
presentar infecciones por agentes poco usuales y tumores como el sarcoma de Kaposi.
Tipos de inmunidad
Sistema Inmune es el conjunto de células y moléculas responsables de la inmunidad, cuyo objetivo es
proteger al organismo de agentes externos nocivos. Existen dos tipos de inmunidad: la innata y la
específica (ver tabla 1). Ambas cooperan entre sí y actúan en conjunto (Ver figura 1). La inmunidad
innata induce la inmunidad específica y, a su vez, la inmunidad específica utiliza los mismos efectores
de la inmunidad innata, es decir, células polimorfonucleares, fagocitosis y el sistema del complemento.
Como resultado se produce una respuesta especializada y con un sistema de memoria. Esto es
importante ya que numerosos antígenos atacan al organismo más de una vez (por ejemplo, varicela).
Inmunidad innata (también llamada natural o nativa)
Se denomina Inmunidad Innata al conjunto de mecanismos que existen antes de la infección,
responden rápidamente y de la misma manera frente a infecciones repetidas, formando así la primera
línea de defensa de la respuesta inmune. Está constituida por:
1. Barreras físicas y químicas (piel, mucosas, productos antimicrobianos).
Impiden la invasión y proliferación de patógenos (agente extraño) y se producen localmente.
2. Proteínas sanguíneas (por ejemplo, sistema del complemento).
Responsables del proceso de inflamación. El complemento funciona como un mecanismo
amplificador de la respuesta inmune.
3. Sistema fagocitario (neutrófilos, macrófagos).
Importante sistema efector, fundamental para la respuesta contra bacterias.
4. Células natural killer (NK).
Importantes en la vigilancia inmunológica.
5. Citoquinas.
Regulan y coordinan actividades celulares.
Inmunidad específica (también llamada adaptativa o adquirida).
En comparación con la Inmunidad Innata, la Inmunidad Específica se desarrolla cuando el cuerpo
humano está expuesto a varios antígenos; el organismo construye un mecanismo de defensa, el cuál es
específico para cada antígeno, realizando una respuesta amplificada y más eficaz contra infecciones
repetidas del mismo microorganismo. Puede ser estimulada tanto por agentes infecciosos como por no
infecciosos.
Tabla 1: Cuadro comparativo entre Inmunidad específica e Inmunidad innata.
Innata
Adaptativa
Características
Por estructuras compartidas
Por antígenos de microbios y
Especificidad
por grupos de microbios
no-microbios.
relacionados entre si.
Limitada; según línea
Muy amplia; receptores son
Diversidad
germinal
producidos por recombinación
de segmentos genéticos
No
Sí
Memoria
No
Sí
Autorreactividad
Componentes
Piel, epitelios de mucosas;
Linfocitos en epitelios;
Barreras físicas y
quimicos antimicrobianos
anticuerpos secretados en
químicas
superficies epiteliales
Complemento
Anticuerpos
Proteinas Sanguíneas
Fagocitos (macrófagos,
Linfocitos en epitelios;
Células
neutrófilos), natural killers
anticuerpos secretados en
superficies epiteliales
Figura 1: Interacción entre la inmunidad innata y la específica.
Componentes de la inmunidad específica
La respuesta inmune específica utiliza varios de los mecanismos efectores de inmunidad innata y
aumenta la actividad antimicrobiana de éstos. Sus componentes son:
1. Linfocitos T y B (o células T y B)
Los linfocitos B son células mononucleares que maduran en la médula ósea y son los
encargados de la producción de anticuerpos (esto se produce cuando el linfocito B es
sensibilizado por un antígeno específico, convirtiéndose en las llamadas células plasmáticas o
plasmocitos, los cuales son las encargadas de la producción y liberación de anticuerpos
específicos). Los linfocitos B se renuevan periódicamente, pero siempre permanecen células de
memoria que permiten repetir una respuesta inmune al producirse un nuevo contacto con el
antígeno específico.
Los linfocitos T también corresponden a células mononucleares, pero en este caso, maduran en
el Timo. Atacan directamente a los antígenos, facilitando su destrucción.
Existen varios tipos de linfocitos T, entre los cuales están: Células T Helper (CD4), Células T
Citolíticas o Citotóxicas (CD8), células T reguladoras, Células Natural Killer (CD16).
A su vez, los linfocitos T helper pueden dividirse según el tipo de citoquina que produzcan y
su función efectora:
i.
Linfocitos Th1: (INF, IL-2, TNF.) Estimulados por IL-12 en respuesta a
microorganismos que los infectan o activan macrófagos y células Natural Killer (NK).
ii.
Linfocitos Th2: (IL-4, IL-5, IL-10, IL-13) Estimulados por IL-4 en respuesta a
infecciones por parásitos y en respuesta a alergenos.
Al igual que los linfocitos B, los linfocitos T también se desarrollan específicamente para un
tipo de antígeno, por lo que si hay exposición a un antígeno distinto, se desarrollan
linfocitos B y T específicos para tal antígeno.
2. Anticuerpos: IgG, IgM, IgA, IgE, IgD.
También llamadas inmunoglobulinas (Ig), son proteínas producidas por los linfocitos B
(células plasmáticas). Cada tipo de anticuerpo es único y defiende al organismo de un tipo
específico de antígeno. Se adhieren a este antígeno específico y facilitan la destrucción de
éste por parte de los fagocitos.
Las funciones que cumplen los anticuerpos son muy distintas. Incluyen la inhibición de la
adhesión de microorganismos a las superficies mucosas (IgA, IgG), facilitación de la
fagocitosis u opsonización (IgG), bacteriolisis (destrucción bacteriana), activación del
complemento (IgG, IgM), neutralización de toxinas (IgG), neutralización de virus (IgG, IgM,
IgA), eliminación y destrucción de parásitos (IgE), etc.
La estructura funcional básica de los anticuerpos incluye una porción Fc (o fragmento Fc) por
donde se fijan a receptores especiales en diferentes células o a otras moléculas, y dos porciones
Fb que se unen a los antígenos. La porción Fc es constante para un
determinado tipo de
anticuerpo. Los extremos que se unen a los antígenos, en cambio, son
muy variables, lo que
permite que existan anticuerpos específicos para innumerables
antígenos.
Tipos de inmunidad específica
La inmunidad específica se divide en dos subtipos: la inmunidad humoral y la inmunidad celular.
Éstas trabajan en conjunto, permitiendo así una respuesta coordinada. A continuación se explica
brevemente cada una de ellas:
1. Inmunidad Humoral: Mediada por anticuerpos (linfocitos B), orientada al control de
microorganismos extracelulares y toxinas.
2. Inmunidad Celular: Mediada por linfocitos T, los cuales al sensibilizarse producen
citotoxicidad por un lado y linfoquinas por otro, induciendo a un sistema macrofágico
orientado al control de microorganismos intracelulares (virus).
Características de la respuesta inmune específica
Presenta 6 características de gran importancia (ver tabla 2):
-Especificidad: Se refiere a que la respuesta es específica para distintos antígenos. Esto se logra
mediante el reconocimiento de que una porción particular del antígeno (epítope) por parte de un
receptor de membrana específico para dicho epítope en la superficie de un linfocito.
-Diversidad: El número total de linfocitos específicos para cada antígeno, llamado repertorio
antigénico, es extremadamente enorme. Se ha estimado que un individuo puede discriminar entre
107 y 109 distintos determinantes antigénicos. Este gran número depende de la variabilidad en la
estructura de los sitios de unión de los receptores de los linfocitos.
-Memoria: Respuesta a subsecuentes exposiciones del mismo antígeno (respuesta secundaria).
La memoria inmunológica se produce por expansión clonal de linfocitos específicos para un
antígeno determinado. Esta respuesta secundaria es más rápida, más eficiente y de mayor magnitud
que la respuesta primaria.
-Especialización: Se refiere al carácter especial y diferente de la respuesta inmune para cada
antígeno. Además, tanto la inmunidad humoral como la celular son inducidas por diferentes clases
de microorganismos o por el mismo pero en diferentes etapas de la infección.
-Autolimitación: Después de todas las respuestas inmunes normales, el sistema vuelve a su estado
de reposo basal, también llamado homeostasis. Esto se logra eliminando el antígeno, que es el
principal estímulo para la activación linfocitaria. Por otro lado, se estimulan mecanismos de
regulación feedback negativo (o retroalimentación negativa) que inhiben la respuesta al antígeno.
-Tolerancia: Una de las propiedades más interesantes del sistema inmune. Corresponde a la
capacidad de reconocer lo “propio” de lo “ajeno”, respondiendo contra los antígenos externos y
no contra el propio organismo. Así, el organismo no se ataca a sí mismo. Esto resulta gracias a la
eliminación o inactivación funcional de linfocitos autorreactivos (linfocitos que expresen
receptores para autoantígenos). La pérdida de auto-tolerancia conduce a las llamadas
enfermedades autoinmunes.
Tabla 2: Características de la Inmunidad específica.
Característica
Significado funcional
Especificidad
Respuestas específicas para cada antígeno específico
Diversidad
Permite al sistema inmune responder a una larga variedad de antígenos.
Memoria
Permite respuestas más eficientes y amplificadas ante la exposición de
antígenos ya conocidos.
Especialización
Genera respuestas óptimas para la defensa contra diferentes tipos de
microorganismos.
Autolimitación
Regula la respuesta inmune para que el sistema pueda responder a nuevos
antígenos
Tolerancia
Previene lesiones al anfitrión durante la respuestas a los antígenos extraños
Fases de la respuesta inmune específica
- Reconocimiento antigénico: Cada individuo posee linfocitos de numerosas series clonales, cada
una de las cuales nació de un único precursor y fue capaz de reconocer y responder a un agente
antigénico; cuando un antígeno entra, éste selecciona a una serie clonal específica y preexistente y
la activa. A esto se le llama la “Hipótesis de Selección Clonal”.
- Activación linfocitaria: La activación de linfocitos requiere de dos distintas señales: 1) el
antígeno y 2) productos microbianos o componentes de la respuesta inmune innata. A esto se le
llama “hipótesis de las dos señales” (ver figura 2).
La respuesta de los linfocitos al antígeno y a la segunda señal consiste en la síntesis de nuevas
proteínas (interleuquinas, receptores etc), proliferación celular (“expansión clonal”) y
diferenciación a células efectoras y de memoria.
- Fase efectora: Durante esta fase, los linfocitos que están activados específicamente por
determinados antígenos funcionan como efectores en la eliminación de dicho antígeno. Los
anticuerpos eliminan a los microorganismos extracelulares, mientras que los linfocitos T eliminan
a los intracelulares. Estas funciones a menudo requieren de la participación de otros efectores
celulares no linfoides y otros mecanismos de defensa de la inmunidad innata. Los componentes
que interactúan en esta etapa son: células efectoras inmunes, células efectoras inespecíficas (ej.
Macrófagos), mediadores como el complemento y linfoquinas. Los macrófagos son de gran
importancia, ya que fagocitan, procesan el antígeno y presentan pequeñas porciones de éste a
subpoblaciones de Linfocitos T. El resultado final de todo este proceso es la llamada “Respuesta
Inmune”.
- Homeostasis: Al final de una respuesta inmune, el sistema inmune vuelve a su estado basal de
reposo, en gran parte porque la mayoría de la progenie de la seria linfocítica estimulada por el
antígeno muere por apoptosis. La apoptosis es una forma fisiológica y regulada de muerte celular
donde el núcleo se condensa y fragmenta, la membrana plasmática se vesícula, algunas membranas
internas se pierden y las células muertas son rápidamente fagocitadas, sin que sus contenidos sean
liberados. Por último, lo que permite una respuesta más rápida y eficaz ante una nueva exposición
al antígeno, es la diferenciación para la formación de células de memoria.
La respuesta inmune demora 2 a 3 semanas en desarrollarse la primera vez que un antígeno se
pone en contacto con el organismo. Una vez eliminada la infección, los niveles de anticuerpos
disminuyen. Debido a la memoria inmune, las infecciones subsecuentes con el mismo agente
infeccioso causan una respuesta mucho más rápida, que permite eliminar el agente patógeno antes
que cause daño, lo que forma la base de la inmunidad adquirida y de la vacunación. Sin embargo, no todas las infecciones son capaces de generar una respuesta inmune duradera, lo que explica que
algunas, especialmente bacterianas, puedan repetirse. Por otra parte, la presencia de una respuesta
inmune puede ser utilizada para hacer el diagnóstico de una infección actual o pasada, mediante la
medición de anticuerpos o de reacciones celulares específicas.
Figura 2: Hipótesis de las 2 señales: se necesitan dos señales para activar a los
linfocitos.