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Bases Morfológicas del Sistema Inmunitario
Tema 2: Bases Morfológicas del Sistema inmunitario
- Células del sistema inmunitario: Origen, Morfología y función.
- Órganos linfoides primarios y secundarios. Breve reseña Ontogénica
Las células del sistema inmunitario se pueden dividir en tres grandes grupos:
1.- Las células presentadoras de antígenos, Son las células que capturan y
exponen los antígenos.
2.- Las células que reconocen y responden de forma específica a antígenos
extraños
3.- Las células efectoras, que serian las encargadas de la destrucción final de los
agentes patógenos
La pertenencia a uno de los grupos no excluye la posibilidad de poder ser
incluidas en otro.
Todas las células del S.I. y el resto de las células sanguíneas, como glóbulos
rojos y plaquetas, proceden de un único tipo celular existente en la médula ósea
denominada CELULA PLURIPOTENCIAL (STEM CELL).
La división de estas tiene lugar de una forma poco corriente, pues en lugar de
dar lugar a una progenie idéntica, se dividen de manera funcionalmente asimétrica, de
forma que una de las células hijas es y seguirá siendo igual que la célula madre
manteniéndose el número de células pluripotenciales. Pero, la segunda célula hija, se
diferencia, primero en la denominada “Unidad formadora de Colonias” que a su vez
dará lugar a las células precursoras (Mieloide y Linfoide), de las que derivaran los
diferentes tipos de células hematopoyéticas.
El progenitor mieloide, es el precursor de los macrófagos, mastocitos y la serie
granulocitica del sistema inmune. El progenitor linfoide dará paso a las diferentes
líneas de linfocitos, mientras que el eritroide dará lugar a eritrocitos y plaquetas.
Macrófagos
Están distribuidos por todos los tejidos y juegan un papel primordial en la
Inmunidad innata, a través de la fagocitosis.
Proceden de los Monocitos. Estos se forman en la médula ósea y entran en la
circulación periférica (sangre), aún sin diferenciar. La maduración de estos tiene lugar
cuando pasan a los tejidos convirtiéndose en Macrófagos. Durante el proceso de
activación experimentan un gran aumento del citoplasma, incluso, en algunos casos, se
fusionan varios de ellos para dar lugar a células gigantes multinucleadas.
Una vez en los tejidos, los macrófagos adoptan diferentes nombres en función
del tejido donde se asienten. (Kupffer si es en el hígado, Osteoclastos en tejido óseo,
alveolares en pulmón, Mesangliales en riñón, Microglia en el cerebro...etc). Los
macrófagos, pueden estar en reposo o activados, después de producirse el estímulo. La
activación puede tener lugar mediante dos vías: La vía clásica y la alternativa. Ambas
difieren en su modo de acción y en el patrón de secreción; mientras que la primera
activa la secreción de citoquinas proinflamatorias, la segunda promueve la secreción
de citoquinas antiinflamatorias.
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Entre sus funciones principales destacan:
.- Citocida
.- Presentación de antígenos
.- Eliminación de Inmunocomplejos
.- Liberación de citoquinas
.- Fagocitosis
Tal y como se desprende de sus funciones, los macrófagos pueden actuar como
CPAs y como células efectoras.
Mastocitos
Proceden igualmente de la línea mieloide. Normalmente no se encuentran en
sangre. Los progenitores migran a los tejidos periféricos donde maduran por la acción
de una citoquina (CSF), formando entonces sus gránulos característicos.. Residen
fundamentalmente en las proximidades de los vasos sanguíneos y nervios de todos los
tejidos vascularizados excepto el SNC y retina. Cuando se activan liberan sustancias
que alteran la permeabilidad capilar, como histamina. Son uno de los principales
mediadores en la respuesta alérgica, al expresar receptores de alta afinidad para IgE.
Son las únicas células, junto con los basófilos, que en estado de reposo expresan
receptores de alta afinidad para la IgE. Sus gránulos contienen fundamentalmente
histamina, leucotrienos, TNF-alfa y diversas enzimas y proteasas como tripsina y
quinasa. La liberación de estas sustancias provoca una alteración de la permeabilidad
capilar y un aumento de la secreción mucosa y de las moléculas de adhesión,
contribuyendo así a aumentar el proceso inflamatorio.
Existen dos subpoblaciones principales de mastocitos. Una de ellas es
dependiente de los linfocitos T, y se encuentra fundamentalmente en las mucosas
(cavidad nasal, pulmón e intestino) y la otra, poco dependiente de los linfocitos T se
localiza principalmente en el tejido conjuntivo (piel, vasos y submucosa intestinal).
Ambas poblaciones difieren en el tipo de proteasas que contienen sus gránulos. Así,
los segundos además de tripsina tienen quinasa y un mayor contenido de histamina.
Granulocitos
Los granulocitos, o polimorfonucleares, se denominan así por presentar
granulaciones en su citoplasma y núcleos lobulados de formas diversas. Hay tres tipos;
Neutrófilos. Son los más abundantes (Un adulto normal produce 1011 diarios, pero
tienen una vida media muy corta (entre 8-20 horas, aumentando hasta 7 u 8 días en
caso de que entre en contacto con una infección o inflamación). Su función principal es
la fagocitaria y son los componentes más importantes de la respuesta inflamatoria
aguda al responder muy rápidamente a los estímulos quimiotácticos. Sus gránulos
citoplasmáticos contienen numerosas sustancias microbicidas.
La principal diferencia, en cuanto a la función fagocítica entre los neutrófilos y
los macrófagos, es que los primeros mueren tras la fagocitosis, siendo los
componentes principales del pus; en cambio los macrófagos son células de vida larga
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que generan nuevos lisosomas y vuelven a fagocitar.
Los eosinófilos, Son abundantes en los infiltrados celulares de la inflamación
tardía. Expresan en su superficie receptores para la IgE en estado activado, y por ello
son particularmente eficaces contra infecciones que estimulan la producción de este
anticuerpo, como los helmintos. De hecho, estos parásitos son mas eficazmente
destruidos por las proteínas especializadas de los eosinófilos (proteína básica principal
y proteína cationica eosinofilica) que por las lisoenzimas de neutrófilos y macrófagos.
El crecimiento y diferenciación de los eosinófilos es estimulado por una citoquina,
denominada interleucina 5, secretada por linfocitos.
Los basófilos, tienen una acción muy similar a la presentada por los mastocitos,
y como estos expresan receptores de alta afinidad para la IgE.
Linfocitos
Provienen de los progenitores linfoides. Son las únicas células del organismo
capaces de reconocer específicamente diferentes determinantes antigénicos y
responsables de las dos principales características del sistema inmunitario, como son la
especificidad y la memoria.
Se pueden encontrar en dos estados morfológicos. Los llamados linfocitos
pequeños, que son aquellos que aún no han sido estimulados por un antígeno, y los
linfocitos grandes o linfoblastos que serian aquellos que se producen como respuesta a
la estimulación antigénica.
Hay dos clases fundamentales de Linfocitos: Los linfocitos B y los linfocitos T.
Los linfocitos B, una vez activados se transformaran en plasmocitos productores de
anticuerpos, siendo las únicas células capaces de producirlos. Los linfocitos T, se
subdividen en tres poblaciones Th, Tc y Tr). Se diferencian por que las tres presentan
diferentes moléculas en su superficie. Los linfocitos que presentan en su superficie el
complejo CD4, se denominan CD4+ o linfocitos T helper (LTh) y son esenciales para la
activación de otras células como linfocitos B y macrófagos. Los CD8+ o linfocitos T
citotóxicos (LTc) son los encargados de la destrucción de células alteradas o infectadas
por organismos intracelulares. La proporción entre ambas poblaciones en los tejidos es
de 2:1 aproximadamente. La mayoría son células pequeñas que se caracterizan por
presentar en su superficie receptores que les permiten reconocer al antígeno. Cada
linfocito tiene un receptor de especificidad distinta a todos los demás, es decir cada
uno reconoce un determinante antigénico específico. Los Linfocitos Tr, median la
regulación de la respuesta inmunitaria. Existen varias subpoblaciones de linfocitos
reguladores. Diversos estudios indican que los linfocitos reguladores pertenecen a la
población CD4 que expresan una concentración elevada de la cadena alfa de IL-2R
(CD25). Su desarrollo no esta bien establecido, así como tampoco esta claro su
mecanismo de acción, aunque si se sabe las consecuencias de no poseer esta población.
Actualmente hay descritas dos poblaciones de Linfocitos reguladores. Ambos
comparten las moléculas CD4 y CD25 diferenciándose en una de las cadenas de las
Integrinas, que expresan en su superficie. La población que expresa la beta7 se conoce
como Tr1 y secreta IL-10 y la que expresa la cadena Beta 1 se llama Th3 y secreta TGFbeta. Ambas son citoquinas inhibidoras.
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El receptor del linfocito B (BCR), es un anticuerpo anclado a la membrana. Una
vez activado ese linfocito B secretara un anticuerpo con la misma especificidad. Las
moléculas de anticuerpos se conocen como inmunoglobulinas, por ser proteínas
globulares con función inmunitaria y al receptor del linfocito B como inmunoglobulina
de superficie. El receptor del linfocito T (TCR), esta relacionado estructuralmente con
las inmunoglobulinas, aunque es muy distinto a ellas.
Existe una tercera clase de células linfoides que carecen de receptor específico
denominadas células NK, y que serán objeto de un tema específico mas adelante.
Tanto los linfocitos B como los T se originan en la médula ósea, pero solo
maduran en ella los linfocitos B. Los linfocitos T, migran al Timo, de ahí su nombre,
para madurar en él. Una vez completada su maduración, ambos tipos, se dirigen al
sistema circulatorio, alcanzando los órganos linfoides periféricos.
Órganos linfoides
Pueden dividirse en:
.- Primarios o centrales que son aquellos en los que se producen y maduran los
linfocitos, es decir la médula ósea y el timo.
1.- Médula Ósea : Es donde se producen la generación, (Hematopoyesis), de todas las
células sanguíneas y dentro de ellas, como es lógico, los linfocitos a partir de la célula
Madre pluripotencial y donde maduran, en los mamíferos las células B. En la pubertad
la hematopoyesis tiene lugar principalmente en el esternón, las vértebras y las costillas.
La proliferación y maduración en la médula ósea de las células precursoras es
estimulada por citoquinas, que reciben, en general el nombre de factores estimuladores
de colonias (CSF). La célula madre expresa una proteína de superficie (CD34)1, que
suele utilizarse para su purificación.
2.- Timo:
Es un órgano bilobulado situado en el mediastino2 anterior. Es el lugar donde
maduran los linfocitos T. Esquemáticamente presenta, la corteza, rica en Linfocitos T y
la médula escasamente poblada de linfocitos. Dispersas por el timo existen diversos
tipos de células epiteliales así como células dendríticas y macrófagos. Los linfocitos del
Timo, llamados timocitos, se encuentran en diversos estados de maduración. Los
inmaduros no expresan los marcadores de superficie CD4 ni CD8. Estas células
inmaduras migran desde la corteza a la médula, donde se ponen en contacto con
células epiteliales, macrófagos y células dendríticas. De ellos solo son seleccionados
para sobrevivir aquellos que no reconocen a los antígenos propios, por tanto solo lo
harán frente a antígenos extraños3. En su proceso de maduración los precursores se
pueden distinguir por la expresión de diferentes moléculas en su superficie como son
la CD44, CD25, CD3 o los ya mencionados CD4 y CD8. De esta manera, la
diferenciación tiene lugar en la corteza tímica, mientras que la médula contiene,
1
CD Cluster of differentiation: grupos de diferenciación
Mediastino: La región que se extiende desde el dorso del esternón por delante, la columna vertebral por
detrás, las cavidades pleuropulmonares por los lados, la abertura superior del tórax por arriba y el diafragma
por debajo.
3 selección negativa. Existe otra selección positiva que se estudiara mas adelante
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principalmente células T maduras
.- Secundarios o periféricos. Donde comienza la respuesta inmune adaptativa. Los
agentes patógenos penetran en el organismo por muy diversas vías, pero al final van a
ser dirigidos hacia los órganos linfoides secundarios donde se van a encontrar con los
linfocitos. Los principales órganos linfoides secundarios serían:
1.- ganglios linfáticos: La mayoría de los órganos tienen drenaje linfático. Los vasos
linfáticos recogen fluidos y células de los espacios intersticiales y devuelven este
fluido, ahora llamado linfa, a la sangre a través del conducto torácico. Estos son
estructuras linfoides muy especializadas, donde, como se ha mencionado, convergen
los líquidos extracelulares. De esta manera, los antígenos que penetran por la piel u
otras vías, terminan en los vasos linfáticos, siendo así, transportados a los ganglios.
Como se ve el Sistema linfático proporciona el mecanismo básico de recolección de
antígenos.
El ganglio, internamente esta constituido por una corteza externa, en las que
hay agregados de células constituyendo los folículos. Dentro de estos existen los
folículos primarios, que son aquellos en los que se encuentran los linfocitos B en reposo.
Cuando entran en contacto con el antígeno se transforman en los folículos secundarios
donde se desarrolla el Centro Germinal. En este Centro germinal se produce la
maduración y diferenciación de los linfocitos B hasta células plasmáticas, que migran
hacia la médula, y células de memoria que quedan en su mayoría retenidas en el
ganglio. Durante este proceso tiene lugar la denominada maduración de afinidad de
los linfocitos B.
La parte mas interna del ganglio contiene la médula con linfocitos y fagocitos
mononucleares. La linfa que penetra en el ganglio, se filtra a través de la corteza y la
médula y sale a través de un único vaso eferente. Mientras que los folículos son ricos
en células B, la médula lo es en linfocitos T.
El bazo, recolecta antígenos procedentes de la sangre, así como glóbulos rojos
viejos. La mayoría del bazo, esta constituido por la pulpa roja, donde se encuentran los
eritrocitos, rodeando a de la pulpa blanca. Esta está constituida por una acumulación
de linfocitos T rodeados de una corona de células B. En estas zonas, se encuentran
folículos linfoides, algunos de ellos con centro germinal.
La funcionalidad del bazo y los ganglios es muy similar. La principal diferencia
es que en el bazo, se produce la respuesta a antígenos procedentes de la sangre,
mientras que en los ganglios se produce frente a antígenos procedentes de tejidos,.
Recolectados por medio de la linfa.
El Tejido linfoide asociado a intestino (GALT), incluye amígdalas, adenoide,
apéndice y unas estructuras especializadas del intestino delgado denominadas Placas
de Péyer. Se encargan de recolectar los antígenos procedentes del epitelio
gastrointestinal. En las placas de Péyer, el antígeno se captura por unas células
epiteliales especializadas denominadas células M. Igualmente hay Tejido linfoide
asociado a bronquios (BALT) a mucosas (MALT) y a dermis y epidermis. Estos están
constituidos por una gran masa de linfocitos B rodeados de unos pocos linfocitos T.
Por último, en ciertos lugares, de intensa respuesta inmunitaria, se pueden
formar tejidos linfoides ectópicos. Un ejemplo lo constituye la artritis reumatoide, en
la que se pueden formar folículos linfoides bien desarrollados con centro germinal,
dando lugar a una respuesta inmunitaria en el liquido sinovial que conduce a la
destrucción del hueso y cartílago en las articulaciones. Parece ser que la producción
local de citoquinas, particularmente linfotoxina provoca la formación de tejido linfoide
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ectópico.
Hay que destacar que el tejido linfoide no es una estructura estática, sino que su
estructura puede variar dependiendo que exista o no infección. De esta manera el
tejido linfoide periférico puede aparecer a desaparecer en respuesta a la infección,
mientras que la estructura de los tejidos más organizados, ganglios, bazo...etc., cambia
de forma definida durante la infección, aumentando en general de tamaño al formarse
el centro germinal.
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