SFC 4º M 2007-2008

Sistemas Inmune/Linfático

Linfocitos Atacando aCélulas Cancerígenas.

Leucocitofagocítico

Sistemalinfático

Peleandocon el enemigo

Gustavo Toledo C.Profesor Biología Y

Ciencias

SFC 4º M

Vías de ataque Puntos de entrada

Sistema digestivo Sistema respiratorio Tracto urogenital Lesiones en piel

Rutas de ataque Sistema circulatorio Sistema linfático

SFC 4º M

¿por qué un sistema inmune? Ataque desde el exterior

Muchos organismos desean que seas parte de ¡su cena! Los animales son fuente de comida nutritiva.

Las células son paquetes de macromoléculas Sin pared celular

Cambiaron la movilidad por la susceptibilidad Los animales deben defenderse por si solos contra invasores

virus HIV, gripe, resfrío, sarampión, varicela, SARS

bacterias neumonía, meningitis, tuberculosis

fungi Hongos y levaduras(“pie de atleta…)

protistas ameba, enfermedad de Lyme, malaria

Ataque desde el interior Defensa contra células anormales= cáncer

Mmmmm,¿Qué hay en tu

lonchera?

SFC 4º M

Sistema linfáticoProducción y transporte de GB

Atrapa invasores extraños

Nodo linfático

Vasos linfáticos(dispuestos entre vasos sanguíneos)

SFC 4º M

Desarrollo de GR y GB

Fagocitos de corta vida60-70% GB

Desarrollan enmacrófagos

Respuestainflamatoria

Lucha contraparásitos

Red blood cells

SFC 4º M

Líneas de defensa 1ª línea: Barreras

Defensa externa amplia “muros y fosos”

Piel y membranas mucosas 2ª línea: Patrón no específico

Amplia defensa interna “soldados patrullando”

Leucocitos = G. blancos fagocíticos macrófagos

3ª línea: Sistema inmune específica, inmunidad adquirida

“unidades de elite entrenadas” Linfocitos y anticuerpos

Células B y Células T

Bacteria e insectosheredan resistencia.

Vertebradosadquieren inmunidad

SFC 4º M

1ª línea: Defensa externa Defensas físicas y

químicas Defensa no específica

Barrera externa Células epiteliales y

membranas mucosas Piel Sistema respiratorio Sistema digestivo Tracto urogenital Luz de la tráquea:

células ciliadas y células secretoras de mucus

SFC 4º M

1ª línea: Barreras químicas en el epitelio Piel y secreciones mucosas

sudor pH 3-5

lágrimas Acción de limpieza

mucus Atrapa microbios

saliva anti-bacteriano

Ácido gástrico pH 2

Proteínas antimicrobianas Enzima lisozima

Digiere las paredes de bacterias

SFC 4º M

2da línea: Patrullaje interno de amplio rango

leucocitosleucocitos Defensa innata general Respuesta rápida

Células patrulladoras y proteínas Atacan a invasores que

penetran las barreras externas del cuerpo Leucocitos

Células blancas fagocíticas

Sistema de complemento Proteínas antimicrobianas

Respuesta inflamatoria

SFC 4º M

Leucocitos: GB fagocíticas

Atraídas por señales químicas liberadas por células dañadas Entran al tejido infectado, fagocitan e ingieren

microbios lisosomas

Neutrófilos GB más abundantes (~70%) Viven cerca de 3 días

Macrófagos “gran comedor”, vida más larga

Células NK (asesinas naturales) destruyen células cancerígenas

y a las infectadas por virus

SFC 4º M

Fagocitos

levaduramacrófago

SFC 4º M

Las Natural Killer perforan a las células Liberan proteína perforina La insertan en la membrana de las

células blanco forman poro que permite a fluidos

entren a la célula Ruptura celular (lisis)

apoptosis

Destrucción de células dañadas

perforina perfora lamembrana

Membranacelular

Natural killer

Membranacelular

Célula infectadapor virus

vesícula

perforina

SFC 4º M

Proteínas antimicrobianas Sistema de complemento

~20 tipos de proteínas circulan en el plasma

Atacan a células de bacterias y hongos Forman complejo de ataque a la membrana Perforan a célula blanco Apoptosis

Lisis celular

Membrana plasmática del microbio invasor

Proteínas de complemento forman la lesión celular

Fluido extracelular

Proteínas complemento

Célula bacteriana

SFC 4º M

Respuesta inflamatoria Daño a tejido gatilla

respuesta inflamatoria local no específica libera histamina y

prostaglandinas Capilares se dilatan,

más permeable Mayor afluencia de sangre Arriban GR, GB, plaquetas,

factores de coagulación Lucha contra patógenos Formación de coágulo Se forma edema, enrojecimiento

y calor en inflamación e infección

SFC 4º M

Respuesta inflamatoria

Bacteria

Vasos sanguíneos

Señales químicas de

alarma

Espina o clavoBlood clot

Fagocitos

inflamación

Reacción a tejidos dañados

SFC 4º M

Fiebre

Cuando una respuesta local no es suficiente Respuesta sistémica a la infección Macrófagos activados liberan interleucina-1

Gatilla que el hipotálamo ajuste el termostato natural para subir la temperatura corporal

La temperatura alta ayuda a la defensa Inhibe el crecimiento bacteriano Estimula la fagocitosis Acelera la reparación de tejidos Causa que el hígado y el bazo almacene

hierro, reduciendo sus niveles sanguíneos Bacterias tienen alta necesidad

de hierro para crecer

SFC 4º M

defensa específica Linfocitos

linfocitos B (Células B) linfocitos T (Células T)

anticuerpos inmunoglobulinas

Responden… antígenos

Patógenos específicos Toxinas específicas Células corporales anormales (cáncer)

3ª línea: Inmunidad Adquirida(activa)

SFC 4º M“propio” “extraño”

¿Cómo se reconocen a invasores: antígenos

Antígenos Proteínas que sirven como marcadores celulares

Antígenos extraños causan respuesta GB virus, bacteria, protozoa, gusanos parásitos, fungi, toxinas no-patógenos: polen y tejido trasplantado

Células B y T responden a diferentes antígenos Células B reconocen a antígenos intactos

Patógenos en sangre y linfa Células T reconocen fragmentos de antígenos

Patógenos que ya han infectado a células

SFC 4º M

Linfocitos Células B

Maduran en médula ósea Sistema de respuesta humoral

“humor” = fluido corporal produce anticuerpos

Células T Maduran en el timo Sistema de respuesta celular

Aprende a distinguir antígenos “propio” de “no propios” durante la maduración

Si hay reacción a antígenos “propios” ellos son destruidos durante la maduración.

Médula ósea

SFC 4º M

Anticuerpos Proteínas que se unen a antígenos específicos

Proteínas multi-cadenas producidas por las células B Se une a una región que se ajusta a la forma molecular del

antígeno Cada anticuerpo es único y específico

Millones de anticuerpos responden a millones de antígenos extraños

marcado “rápido” “esto es extraño…!”

Cada célula Btiene ~100.000

receptores de antígeno

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antígenoSitio de unión del antígeno al

anticuerpo

región variable de unión

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Estructura de los anticuerpos

Cadenas livianas

Sitio de unión al antígeno

Cadenas pesadas

Sitio de unión al antígeno

Cadena liviana

Cadena liviana

Cadena pesada

Membranade células B

Región variable

Sitio de unión al antígenoY

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SFC 4º M

Células B Respuesta humoral = “en fluido”

Defensa contra atacantes que circulan libres en sangre y linfa.

Respuesta específica Produce anticuerpos

contra antígenos específicos Tipos de células B

Células plasmáticas Producción inmediata de anticuerpos Respuesta rápida, liberadas en corto tiempo

Células de memoria Inmunidad por largo tiempo

SFC 4º M

¿cómo trabaja un anticuerpo?

macrophageeating tagged invaders

invading pathogens tagged with anticuerposY

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SFC 4º M

Inmunoglobulinas IgM

1ª respuesta inmune Activa proteínas de complemento

IgG 2ª respuesta, principal anticuerpo que circula en plasma Promueve fagocitosis por macrófagos

IgA En secreciones externas, sudor y leche materna

IgE Promueve liberación de histamina y muchos fluidos

corporales Evoluciona como reacción a parásitos Gatilla reacciones alérgicas

IgD Receptores de células B???

macrophageeating tagged

invaders

invading pathogens tagged with anticuerpos

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Clases de anticuerpos

semanas0 2 4 6

IgM IgG

Exposición Al

antígeno

Niv

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Respuesta inmune de células BTesteado por

Células B(En sangre y linfa)

10 a 17 días para respuesta completa

invasor(antígeno extraño) Células B + anticuerpos

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reconocimiento

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Clon(Miles de ellas)Y

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PlasmocitosLiberan anticuerpos

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Células de memoria“reservas”

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Yinvasorcapturado

SFC 4º M

1ª vs 2ª respuesta a la enfermedad Las células B de memoria permiten una rápida y amplificada

respuesta con la exposición futura al patógeno.

SFC 4º M

Transcripción del genmRNA

Cromosoma de célula B indiferenciadaCélula BC

C

DJ

DNA de célula B diferenciada

Reordenamiento del DNA

V

Traduncción del

mRNA

¿Cómo pueden los vertebrados producir millones de proteínas anticuerpos, si sólo tienen unos pocos cientos de genes que codifican para estas proteínas?

anticuerpo

Por reordenamiento del ADN y mutaciones somáticas los vertebrados pueden producir millones de células B y T

SFC 4º M

Vacunación Sistema inmune expuesto a

versiones inofensivas del patógeno. Gatilla inmunidad activa Estimula al sistema inmune a producir

anticuerpos contra el invasor Respuesta rápida

en exposición futura

Lo más exitoso contra enfermedades

virales

SFC 4º M

Jonas Salk Desarrolló la primera vacuna

Contra la polio Ataca a neuronas motoras

1914 – 199512 de abril, 1955

Albert Sabin1962

Vacuna oral

SFC 4º M

Epidemias de Polio

1994: America libre de polio

SFC 4º M

Obteniendo anticuerpos de otros individuos

Inmunidad Maternal anticuerpos maternos pasan al bebé a

través de la placenta o por la leche Rol crítico del amamantamiento en la salud

del bebé La madre esta creando anticuerpos contra

patógenos que está siendo expuesto el bebé.

Inyección Inyección de anticuerpos Inmunidad de corto plazo

Inmunidad Pasiva

SFC 4º M 2007-2008

¿Qué pasa si patógenos pasan las células B en la sangre e infectan algunas de tus células?

¡Necesitas entrenar a asesinas para matar a estas células infectadas!

T

¡Ataque delas células

T asesinas!

SFC 4º M

Células T Respuesta mediada por células

Respuesta inmune a células infectadas virus, bacterias y parásitos (patógenos) en

el interior de células Defensa contra células “no propias”

Cáncer y células trasplantadas

Tipos de células T Células T Helper

Alerta al sistema inmune Células T asesinas (citotóxica)

Ataca a células infectadas

SFC 4º M

¿Cómo las células se marcan con antígenos?

Proteínas de complejo mayor de histo compatibilidad (MHC) Glicoproteínas antígenos Proteínas MHC constantemente transportan

fragmentos de material celular desde el citosol a la superficie celular.

“Dan una foto” de qué ocurre dentro de la célula Da a la superficie celular una marca única o “huella”

Proteínas MHC exhibiendo antígenos propios

Célula T

SFC 4º M

¿Cómo las células T conocen a células infectadas?

Células infectadas digieren patógenos y las proteínas MHC toman y transportan pedazos a la superficie celular. Células presentadoras de antígenos (APC) Alertan a células T Helper

Proteínas MHC exhibiendo antígenos extraños.

Célulainfectada

Célula T con receptores de antígenos

Célula TSe busca

SFC 4º M

Respuesta de las células T

Células B yanticuerposestimulados

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Célula Tasesina

Células TAsesinasactivadas

ointerleukina 1

interleukina 2

interleukina 2

Célula T Infectada

Célula Thelper

Célula Thelper

Célula Thelper

Célula Thelper

Célula Thelper

Macrófago activado

SFC 4º M

Ataque de células T asesinas

Célula T asesina

unida a la célula

infectada

Destruye células infectadas Se unen a la célula blanco Secretan proteína perforina

Perforan la membrana de la célula infectada

Célula infectadadestruida

Membranacelular

Célula Tasesina

Membranacelular

Célula blanco

vesícula

perforina perfora lamembrana

SFC 4º M

Tipos de sangre

Tipo de sangre

Antígenoen GR

Anticuerpos en sangre

donación

A Antígenos tipo A en superficie de GR

anticuerpos

anti-B __

B Antígenos tipo B en superficie de GR

anticuerpos

anti-A __

AB Antígenos tipo A y tipo B en superficie de GR

sin anticuerposReceptorUniversal

O Sin antígenos en superficie de GR

anticuerpos

anti-A & anti-B

Dador universal

Combinar grupos sanguíneos compatibles es crítico para transfusiones sanguíneas. Una persona produce anticuerpos contra antígenos de sangre extraña.

SFC 4º M

Donación de sangre

aglutinaciónaglutinación

aglutinación aglutinación

aglutinaciónaglutinaciónaglutinación

SFC 4º M

Respuesta Inmune

Antígenos libres en sangre Antígenos en células infectadas

Respuesta humoral Respuesta celular

Células B Células T

macrófagos(APC)

Células Thelper

Células B plasmáticas

Células Bmemoria

Células Tmemoria

Células Tcitotóxicas

YYY

Y

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Y

YanticuerposY Y Y

pielPielInvasión de patógenos

exposición alantígeno

SFC 4º M

VIH y SIDA Virus de la Inmunodeficiencia Humana

virus infecta células T helper Células T helper no activan al resto del

sistema inmune: Células T y B También destruyen a las células T

Síndrome InmunoDeficiencia Adquirida Infecciones por enfermedades

oportunistas Muerte generalmente por

otras infecciones neumonía, cáncer

SFC 4º M

Mal funcionamiento del S. Inmune Enfermedades Auto-inmunes

sistema inmune ataca a moléculas y células propias lupus

anticuerpos contra muchas moléculas liberadas por degradación normal de células

Artritis reumatoide anticuerpos causan daño a cartílagos y huesos

diabetes Las células beta del páncreas atacadas y destruidas

Esclerosis múltiple Células T atacan la vaina de mielina y los nervios de la

médula espinal.

Alergias Sobre reacción a antígenos ambiental

alérgenos = proteína en el polen, en saliva animal Estimula la liberación de histamina

SFC 4º M

Atributos claves del sistema inmune

4 atributos que caracterizan al sistema inmune como un todo especificidad

Especificidad antígeno-anticuerpo diversidad

Reacción a millones de antígenos memoria

rápida 2° respuesta Capacidad para distinguir lo propio de

lo extraño. Proceso de maduración y entrenamiento

para reducir enfermedades autoinmunes.