SISTEMA INMUNE

www.inmunologiaenlinea.es(Universidad de Córdoba)

Los animales superiores son atacados por microorganismos y partículas extrañas. Pero poseen sistemas defensivos frente a tales patógenos; dichos mecanismos tienden a distinguir lo propio de lo extraño.

El sistema inmunitario está formado por el conjunto de órganos y sustancias que participan en la defensa del organismo frente a patógenos.

Patógeno es aquel organismo o sustancia que puede causar daño y es capaz de desencadenar la respuesta inmunitaria

SISTEMA INMUNE

MECANISMOS UNIVERSALES

inespecíficos, siempre presentes

MECANISMOS INMUNOLÓGICOS

específicos, aparecen después de determinada

infección

dos estrategias

MEMORIA TOLERANCIA

adquiere

MECANISMOS DE DEFENSA DEL ORGANISMO ANTE MICROORGANISMOS Y SUSTANCIAS EXTRAÑAS

BARRERAS PRIMARIAS piel, secreciones, cilios, flora bacteriana…...

BARRERAS SECUNDARIAS células y moléculas sanguíneas inespecíficas

CÉLULAS y MOLÉCULAS ESPECÍFICAS

ESPECIFICIDAD

Espermina en el semen

Secreciones de glándulas sebáceas y sudoríparas

Flora bacteriana normal

Defensinas intestinales

Ácidos y enzimas digestivas

Lisozima ( lágrimas, saliva y mucosidad nasal)

Cerumen del oído

Epitelios de revestimiento (PIEL)

Epitelios ciliados

QUÍMICOSFÍSICOSMICROBIOLÓGICOS

BARRERAS PRIMARIAS

BARRERAS FÍSICAS

Barreras Primarias

Función del pH. Por ejemplo, en el estómago, el pH bajo (alrededor de pH 2) impide que lo atraviese la mayoría de microorganismos, excepto algunos patógenos (p. ej., Salmonella, Vibrio cholerae, etc.). pH ligeramente ácido de la piel y de la vagina.

Función de la temperatura. Muchas especies no son susceptibles

a ciertos microorganismos sencillamente porque su temperatura corporal inhibe el crecimiento de éstos. Así, los pollos presentan inmunidad innata al ántrax debido a que su temperatura es demasiado alta para que el patógeno pueda crecer.

Sustancias antimicrobianas del organismo. La lisozima aparece en

muchas secreciones (nasofaringe, lágrimas, sudor, sangre, pulmones, tracto genitourinario...).

BARRERAS QUÍMICASBarreras Primarias

BARRERAS BIOLÓGICAS

Barreras Primarias

En el sistema inmune innato participan:

Células: • Fagocitos (macrófagos, monocitos, neutrófilos y

eosinófilos). Destruyen microorganismos , células alteradas y restos celulares.

• Células citotóxicas: destruyen células que se han vuelto peligrosas (NK=asesinas naturales.)

• Células cebadas: intervienen en la inflamación (básofilos en sangre y mastocitos en tejidos).

Sustancias químicas y proteínas:• Proteínas del complemento• Lisozimas

SISTEMA INMUNE INNATO

SISTEMA INMUNE INNATO

En el sistema inmune innato participan:

Citocinas • Interferones (INF): Inducen estado de resistencia

ante virus en células no infectadas. Son producidas por células infectadas.

• Interleucinas (IL) Inducen crecimiento y diferenciación de linfocitos y células precursoras hematopoyéticas. Muchos conectan la respuesta innata con la específica

• Factores de necrosis tumoral (TNF ) Intervienen en procesos inflamatorios y reacciones citotóxicas.

Basófilo (1%)

Eosinófilo (4%) en estados alergicos e infercciones por parásitos

Macrófago (específico)

Mastocito (en tejidos)

Monocito (núcleo polimórfico)(5%)

Neutrófilo (70%) en infecciones bact. Diapédesis.

Célula NKDestruyen células del organismo que se han vuelto peliqrosas

FUNCIÓN ESPECÍFICA E INESPECÍFICA DE LOS GLÓBULOS BLANCOS EN LA DEFENSA ANTE MICROORGANISMOS Y SUSTANCIAS EXTRAÑAS

Fagocitan microorganismos, células alteradas y restos celulares.

FAGOCITOS

CÉLULAS CITOTÓXICAS

Intervienen en la inflamación y liberan aminas vasoactivas como la histamina.

CÉLULAS CEBADAS

Barreras Secundarias

MACRÓFAGOS

Barreras Secundarias

NEUTRÓFILOS

Barreras Secundarias

Neutrófilo

Foco inflamatorio

con tejido dañado

Quimiotaxis

Capilar sanguíneo Medio extracelular

Células endoteliales (se retraen)

Diapédesis

Glucoproteínas de unión

1

2

3

4

Vasodilatación capilar, por la histamina que liberan los basófilos

Incremento de la permeabilidad, “edema” y “dolor”

Infiltración de células sanguíneasAdhesión, rodamiento y diapédesis sobre el endotelio de fagocitos granulocitos

Producción y liberación de sustancias quimitácticas que atraen a los neutrófilos

Retracción de las células endoteliales.

RESPUESTA INFLAMATORIA

neutrófilo

Mediador de la inflamaciónCAPILAR SANGUÍNEO

1

Barreras Secundarias

12

345

67

COMPLEMENTO

Aumento de la permeabilidad

vascularContracción del

músculo liso

Desgranulación de mastocitos

Ayuda a la fagocitosis (opsonización)

Activación y quimiotaxis de

neutrófilos

Lisis de bacterias

Lisis de células extrañas

RESUMEN DE ACCIONES DEL COMPLEMENTO

1. Tejido dañado

2. Activación del complemento

3. Mediadores de inflamación:

HistaminaLeucotrieno B MAC

4. Diapédesis 5. Quimiotaxis

C5a

Opsonización(C3b)

6. Secreción:IL-IIL-6

TNF-a7. Producción de proteínas de fase aguda (fiebre)

Vasodilatación capilar e incremento de la permeabilidad

Macrófago activado

Eosinófilos

Neutrófilos

Monocitos

Capilar sanguíneo

PAPEL DE LAS BARRERAS SECUNDARIAS EN UNA INFECCIÓN

El sistema inmunitario presenta tres niveles defensivos

SEGUNDO NIVEL

TERCER NIVEL

Innato e inmediato: estructuras y células inespecíficas siempre presentes

Inducido por un corto periodo de contacto

Inducido por un largo periodo de contacto con respuesta adaptativa e inmunológica (memoria y tolerancia)

PRIMER NIVEL

PIEL MUCOSAS SISTEMA DEL COMPLEMENTO NEUTRÓFILOSMACRÓFAGOS

CÉLULAS NK INTERFERONES FAGOCITOSMEDIADORES DE LA

RESPUESTA INFLAMATORIA

LINFOCITOS T LINFOCITOS B

VISIÓN GLOBAL DE LA RESPUESTA INMUNITARIA

Se denomina inmunidad específica a la capacidad que tiene un organismo a actuar frente a agentes exógenos o endógenos específicos como virus, bacterias, hongos, toxinas, tejidos extraños, células tumorales, etc.

Son antígenos las sustancias que el cuerpo reconoce como extrañas y tienen la capacidad de crear una respuesta inmunológica.

Dos propiedades la diferencias de la inmunidad inespecífica: ESPECIFIDAD, MEMORIA

SISTEMA INMUNE ESPECÍFICO

SISTEMA INMUNE ESPECÍFICO

MACRÓFAGO (célula presentadora de antígeno: APC)

LINFOCITO T

MONOCITO

T-KILLER

T-HELPER

T-SUPRESORES

ACTIVACIÓN DE LINFOCITOS B

LINFOCITOS

BCR

MHC clase IIB7

TCR+CD3 CD4

CD8CD28

Th

CTL

Todas las células T

LINFOCITOS B LINFOCITOS T

Poseen receptores de membrana específicos, que son inmunoglobulinas

Tras su activación producen inmunoglobulinas solubles que son anticuerpos específicos.

INMUNIDAD HUMORALPresentan en su membrana receptores TCR que reconocen péptidos antigénicos sobre células presentadoras de antígeno (APC).

INMUNIDAD CELULAR

LINFOCITOS

Los receptores de células T reconocen y se unen a antígenos determinados genéticamente que se encuentran en la superficie de las propias células del cuerpo. Estos antígenos propios están codificados por un grupo de genes conocidos como el complejo mayor de histocompatibilidad (MHC).

• MHC I: presentes en todas las células del organismo, diferentes en cada individuo.

• MHC II: solo presentes en células presentadoras de antígeno (macrófagos, cel B y cel dendríticas)

COMPLEJO MAYOR DE HISTOCOMPATIBILDAD (MHC)

Son sustancias capaces de crear una respuesta inmunológica, poseen dos características importantes: • Inmunogenicidad: capacidad de

crear respuestas inmunitarias al estimular la producción de anticuerpos específicos

• Reactividad: capacidad de reaccionar específicamente con los anticuerpos que provoco

ANTÍGENO

ESTRUCTURA DE UN ANTICUERPO

IgG

IgM

IgE

IgA

IgD

80%

5-10%

< 1%

10-15%

Proporcionar resistencia a largo plazo. Facilitar la fagocitosis

Primer anticuerpo en sangre en la respuesta primaria. Actúa en los primeros

estados de la respuesta específica

Protección frente a parásitos metazoos

Inhibe la adhesión de parásitos y microorganismos a los tejidos

Poco conocida

Sangre y leche materna

Suero y membrana de linfocitos B (los

monómeros)

Piel

Secreciones corporales (IgA secretora) y suero

(IgA sérica)

Membrana de linfocitos B

ISOTIPO BÁSICO

% EN SUERO NORMAL

FUNCIÓN LOCALIZACIÓN

CLASES DE INMUNOGLOBULINAS

MACRÓFAGO (célula

presentadora de antígeno:

APC)

Péptido antigénico MHC-IIProducción

de IL-1

IL-1

Activación del linfocito

LINFOCITO

Bacteria fagocitada

Digestión en fagolisosomas

MHC-II y antígeno

B.7

CD28

CD4

TCR

ACTIVACIÓN DE LINFOCITOS T POR MACRÓFAGOS

MONOCITO

T-KILLER T-HELPER T-SUPRESORES

Lisosomas MACRÓFAGO

MHC-IIcon péptido bacteriano

TNF

IFN Receptor de TNF

Bacteria fagocitada

Activación y proliferación de Th I

IL-2 B.7

CD-28

Receptores de IL-2

LINFOCITO T-HELPER

TCR

CD4Receptor de IFN

Proliferación de lisosomas

Destrucción de la bacteria

ACTIVACIÓN DE MACRÓFAGOS POR CÉLULAS T-HELPERS

ACTIVACIÓN DE LINFOCITOS B

ComplejoMCH II-Antígeno-TCR

Linfocito B

Th2 activado

IL-5IL-6

IL-4IL-10

Activación y diferenciación de linfocitos B

Células plasmáticas

Células memoria

CD4

B.7CD-28

BCR

Bacterias

Inhibición de respuesta Th1

ACTIVACIÓN DE LINFOCITOS B

CITOCINAS

CÉLULAS Y MOLÉCULAS DEL SISTEMA DE DEFENSA

EOSINÓFILOS

NEUTRÓFILOS

FAGOCITOS

CÉLULAS CITOTÓXICAS

BASÓFILOS

MONOCITOS

MOLÉCULAS INESPECÍFICAS (barrera secundaria)

CÉLULAS ESPECÍFICAS

MACRÓFAGOS LINFOCITOS

LINFOCITOS B

LINFOCITOS T

T-HELPER

T-KILLER

T- SUPRESORES

PRODUCEN ANTICUERPOS

INMUNIDAD CELULAR

LISOZIMA

PROTEÍNAS DEL SISTEMA DEL COMPLEMENTO controlan la inflamación, producidas por hígado y macrófagos

CÉLULAS INESPECÍFICAS (barrera secundaria)

MOLÉCULAS ESPECÍFICAS

De tipo inmunológico

De tipo universal

en lágrimas, saliva ..

interferones, linfocinas, monocinas, interleucinas y factores de necrosis tumoral

ARTIFICIAL:VACUNACION NATURAL ARTIFICIAL:

SEROTERAPIA con antitoxinas

a través de la placenta, leche

NATURAL

tras superar una infección

El organismo adquiere anticuerpos específicos

por inoculación de antígenos

inmunogénicos

procedentes del suero de otros

organismos

El organismo genera anticuerpos específicos

PASIVA

Con memoria inmunológica

De efecto temporal

ACTIVA

INMUNIDAD

TIPOS DE INMUNIDAD

Tiempo

Res

pues

ta d

e an

ticue

rpos

Vacunación con antígenos del patógeno

Infección natural

Respuesta de anticuerpos primaria

Células memoria

- Se introducen deliberadamente en el organismo antígenos de agentes patógenos, con el propósito de inducir inmunidad específica frente a dichos patógenos

Inmunidad adquirida

- Los antígenos utilizados no pueden ser ni tóxicos ni patogénicos, aunque sí deben conservar su capacidad inmunogénica

- Se basa en dos aspectos claves de la inmunidad adaptativa : la especificidad y la memoria inmunológica

Respuesta de anticuerpos secundaria

PRINCIPIO DE LA VACUNACIÓN

LB

LB

M

M

M

Respuesta primaria IgG

IgM IgM

IgG

IgG

IgM

Células de memoria

LBLB

LB

LB

LB

LB

LB

LB

LB

LB

LB

LB

LB

LB

LB

CP

CP

CP

CP

CP

CP

M

M

M

M

M

M

M

M

M M

M M

LB

LB

LBCP

CP

LB

TiempoTiempo

Células plasmáticas

Linfocitos B

Respuesta secundaria

IgM LB

LB

LB

LB

LB

LB

LBLB

LB

LB

LB

LB

LB

LB

LB

CP

CP

CP

CP

CP

CP

IgG

RESPUESTA HUMORAL Y MEMORIA INMUNOLÓGICA

Esferas

Filamentos

• VACUNAS DE MICROORGANISMOS ATENUADOS

• Se obtienen atenuando la virulencia de especies patógenas o expresando antígenos recombinantes en vectores vivos.

• Son muy inmunógenas.• Pueden producir infecciones en personas inmunodeficientes.

• VACUNAS DE MICROORGANISMOS MUERTOS

• Son menos inmunógenas, precisan dosis de recuerdo.• Son más seguras.• Las vacunas subunidad contienen fracciones de microorganismos que contengan antígenos.

Virus de la hepatitis B

Partículas con antígenos de superficie del virus producidas por levaduras modificadas genéticamente

• VACUNAS ANTI-IDIOTIPO

• Se basan en la teoría de la red idiotípica.• Carecen de toxicidad y patogenicidad.

ALGUNOS TIPOS DE VACUNAS

Respuesta inmunitaria ineficaz debido a alteraciones de los componentes de las defensas inmunitarias:

• Autoinmunidad • Hipersensibilidad (alergias)• Inmunodeficiencias

TRASTORNOS DEL SISTEMA INMUNE

AUTOINMUNIDAD

Situación en la que el sistema inmune no es capaz de distinguir los antígenos propios de los extraños.

Las enfermedades ocasionadas se clasifican en dos grupos:

Órgano-específicas: • La respuesta autoinmune se dirige contra antígenos localizados en órganos

determinados como la tiroides (tiroiditis de Hashimoto), anemia perniciosa (glóbulos rojos), diabetes mellitus tipo I (páncreas)…

• Tratamiento: control metabólico

No órgano-específicas: • Afecta a varios órganos . Ej. Lupus eritromatoso sistémico.• Tratamiento complicado

HIPERSENSIBILIDAD: ALERGIAS

Respuesta inadecuada o exagerada del sistema inmune que tienen lugar cuando una sustancia no antigénica (alergeno) desencadena una respuesta inmune.

• Respuesta de la IgE y de mastocitos frente a componentes ambientales.

• En el primer contacto con el antígeno las células B producen IgE.

• Periodo de sensibilización: La IgE se une a los receptores Fc de la superficie

de los mastocitos y basófilos.

• Posteriores contactos con el alergeno: este se une a las IgE de mastocitos y

basófilos provocando su activación y la liberación de mediadores de la

respuesta inflamatoria como histamina y serotonia, responsables de los

síntomas típicos de la alergia.

INMUNODEFICIENCIAS CONGÉNITAS

Patologías determinadas genéticamente debido a defectos en alguno de los componentes del sistema inmune.

Inmuno defeciencias de linf T: (25-35%)

• Son las más graves.

• Déficit inmune combinado (alteración en el proceso de diferenciación de linfocitos T)

• Ej. SCID (Inmunodeficiencia severa combinada) , alinfocitosis (falta de linfocitos)

Inmunodeficiencia de linfocitos B: (50-60% )

• Falta total o parcial de los distintos isotipos de inmunoglobilinas.

• Provoca aumento de infecciones por microorganismos extracelulares.

• La más grave es la agammaglobulina (enfermedad ligada al cromosoma X en la que

los varones afectados carecen de celulas B).

Inmunodeficiencias de fagocitos: (10-15% )

• Afecta a los macrófagos o a los granulocitos.

• Ej. Enfermedad granulomatosa crónica (los fagocitos no pueden

destruir los microorganismos que fagocitan).

Inmunodeficiencias del sistema complemento: (2%)

• Poco frecuente

• Fallo en alguna de las proteínas del complemento

• Aumento del riesgo de contraer enfermedades bacterianas

INMUNODEFICIENCIAS CONGÉNITAS

INMUNODEFICIENCIAS 2ª o ADQUIRIDAS

Son las inmunodeficiencias que se adquieren después del nacimiento y se

deben a factores extrínsecos o ambientales como los fármacos usados

contra el cáncer, las radiaciones, la malnutrición o las infecciones.

VIHFamilia retrovirus y subclase lentivirus

CICLO DE INFECCIÓN DEL VIH

CICLO DE INFECCIÓN DEL VIH

SISTEMA INMUNE FRENTE AL CÁNCER

• Las células cancerosas presentan distintos antígenos de superficie y pueden

ser reconocidos por los CTL

• Los receptores TCR reconocen péptidos de neoantígenos presentados por

MHC I.

• Tras el reconocimiento los CTL pueden provocar la lisis de la célula tumoral

• Si las células cancerígenas presentan neoantígenos suficientemente

inmunogénicos pueden desencadenar la respuesta humoral.

• Los anticuerpos producidos pueden originar la eliminación de los tumores

por dos vías:

• Citolisis por activación de la vía clásica del complemento, por IgM o IgG

• Citolisis mediada por células (macrófagos y células NK)

MARCADORES DE CÉLULAS TUMORALES

• Las células tumorales expresan antígenos diferentes de las células normales:

• Antígenos embrionarios o fetales: desaparecen durante el desarrollo en las

células adultas pero no en las neoplásicas.

• Marcadores de diferenciación:

• Oncogenes

• Es frecuente que tengan alterado el patrón de expresión de los antígenos de

MHC I

Autotrasplante, autoinjerto o trasplante autólogo• El donante y el receptor son el mismo individuo. • No existe ningún problema con la incompatibilidad. Ejemplos de este tipo incluyen

trasplantes de piel (de un lugar corporal a otro) y trasplantes de médula ósea autólogos.

Isotrasplante o trasplante singénico• El donante y el receptor son individuos distintos pero genéticamente idénticos, como

gemelos univitelinos.• Casi no hay riesgo de rechazo.

Alotrasplante u homotrasplante• El donante y el receptor son genéticamente distintos y de la misma especie.• Este es el tipo de trasplante más común de células, tejidos y órganos entre humanos.• Puede existir rechazo • En la mayoría de casos es necesario seguir tomando fármacos inmunosupresivos.

Xenotrasplante, heterotrasplante, o trasplante xenogénico• El donante y el receptor son individuos de diferentes especies. • Por ejemplo, los reemplazos valvulares pueden usar válvulas bovinas o porcinas.

TIPOS DE TRANSPLANTES

RECHAZO DE TRANSPLANTES (HLA)

• Respuesta humoral: la unión entre el anticuerpo y el antígeno activa el

complemento produciendo la lisis celular y atracción de

polimorfonucleados.

• Respuesta celular: ataque de células CTL y NK

• Interleucinas:

• La IL-2 facilita la expansión de los CTL específicos y la activación de

las NK.

• El INF-γ aumenta la expresión de antígenos HLA en el injerto, así

como de algunas moléculas de adhesión

Niveles de actuación:

• Antes del trasplante: buscando la máxima compatibilidad posible

entre el donante y el receptor y asegurándose de que, en todo caso, el

receptor no tiene anticuerpos preformados contra los antígenos HLA

del donante.

• Después del trasplante: con el uso de una terapia inmunosupresora

adecuada a cada caso.

PREVENCIÓN AL RECHAZO DE TRANSPLANTES