INMUNOPATOLOGÍAS

Nos centraremos en las alteraciones del sistema inmunitario o Inmunopatologías. Originan enfermedades de diferente tipo: autoinmunes, inmunodeficiencias e hipersensibilidad.

Autoinmunidad.

Son aquéllas en las que nuestro sistema inmunitario ataca a sus propios tejidos y células porque no los reconoce como propios. Desde que somos un embrión, el sistema inmunitario aprende a reconocer las células del organismo (tolerancia inmunológica). Se destruyen los linfocitos que atacarían a las células con el complejo de histocompatibilidad MHC que tenemos (nuestro “DNI”).  Eso se llama delación clonal y con ella se eliminan los linfocitos T y B específicos contra nuestras células (autorreactivos). Hay factores genéticos, endocrinos, y ambientales que pueden influir en el desarrollo de estas enfermedades. Como ejemplo tenemos la esclerosis múltiple, el lupus eritematoso o la diabetes mellitus. No hace falta distinguir si son Organo-específicas o no.

Por determinadas circunstancias, en algún momento de la vida hay ciertos tejidos o estructuras que se comienzan a detectar como extraños

Inmunodeficiencias.

Se dan cuando las defensas inmunológicas no actúan como deben ante agentes invasores externos: virus, bacterias, hongos o células cancerígenas. 

Puede ser algo innato o adquirido por determinadas circunstancias y pueden afectar a los linfocitos T y/o a los linfocitos B.

Hay casos como el del SIDA, en los que la inmunodeficiencia es adquirida por la infección del virus VIH que ataca los linfocitos T auxiliares fundamentalmente, macrófagos y otros glóbulos blancos. Repasaremos en la videoconferencia las características del VIH que se estudiaron en el tema 15.

Hipersensibilidad

Es una respuesta exagerada de nuestro sistema inmunitario contra un agente que puede ser inocuo (nada peligroso) por ejemplo la reacción a los granos de polen que tienen algunas personas. El grano de polen del olivo no es malo para el organismo pero el sistema inmunitario de estas personas pone en marcha un mecanismo como si fuera un virus peligrosísimo.

Hay diferentes tipos de hipersensibilidad o alergias, de las que la de tipo I es la más frecuente.

Hace falta un primer encuentro entre nuestros linfocitos T auxiliares y el alérgeno (grano de polen, algún componente alimentario, veneno de una abeja…). Se activa linfocitos B que producen Inmunoglobulinas E, las cuales se fijan en los mastocitos. Cuando por segunda vez, el alérgeno se encuentra con estos mastocitos que ya están activados, se produce una salida al medio extracelular de los gránulos que tienen dichos mastocitos. Esos gránulos provocan, entre otras cosas, una respuesta inflamatoria que puede llegar a ser muy fuerte y dar lugar a un shock anafiláctico.

Veremos en la videoconferencia algunos aspectos importantes de los trasplantes y el sistema inmunitario. Igualmente trataremos el tema del cáncer y el sistema inmunitario.  

TEMA 18

Y por fin llegamos al último tema del curso de Biología: 

LAS ALTERACIONES DEL SISTEMA INMUNITARIO

No olvidéis que mañana martes tenemos clase a las 9:30 horas, igual que el jueves a las 12:10

En primer lugar vamos a tratar la Inmunidad como concepto general y sus tipos.

A continuación estudiaremos la inmunidad adaptativa, tanto activa como pasiva, en sus vertientes natural o artificial.

Las alteraciones del sistema inmunitario o Inmunopatologías las dividiremos en tres tipos: AUTOINMUNIDAD, INMUNODEFICIENCIAS E HIPERSENSIBILIDAD. Estudiaremos algunos ejemplos concretos.

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Es muy bueno el esquema de la inmunidad que viene en la página 346 del libro de texto y os debe servir de guía en este punto.

La definición que viene en el cuadro marrón del principio es básica: 

“Resistencia que opone el individuo al desarrollo intraorgánico de los agentes patógenos y, como consecuencia, a padecer la enfermedad infecciosa que estos pueden originar.”

Distinguir entre la inmunidad natural o innata, que es la que tenemos por todas las barreras de las que disponemos: piel, mucosas, secreciones, macrófagos, células NK, neutrófilos… y que reacciona contra cualquier agente invasor de la misma manera; y por otra parte la inmunidad adquirida o adaptativa, que es la que vamos desarrollando durante nuestra vida.

La inmunidad adaptativa puede ser activa, si movilizamos los linfocitos necesarios y creamos de ellos clones con memoria para futuras infecciones o pasiva si lo que tomamos son anticuerpos de otra persona.

En ambos casos, eso se puede adquirir de forma natural (padecer la enfermedad o vacunarse) o artificial (con la leche materna o un suero). En la inmunidad activa, el proceso queda activado para toda la vida y en la pasiva sólo dura mientras estén activos los anticuerpos que hemos tomado.

No es necesario estudiar los tipos de vacuna, sí sus características: seguras, altamente inmunógenas y de carácter preventivo (no curan la enfermedad, sólo nos previenen de ella.

La inmunidad pasiva natural es de dos tipos: por la placenta de la madre al hijo y por la leche materna. La inmunidad pasiva artificial son los sueros, que son de acción inmediata, con efecto curativo y poco duraderos (inyección del tétanos cuando nos cortamos, no confundir con la vacuna del tétanos que se pone antes como prevención).

ACTIVIDADES Y REPASO GENERAL

Ha llegado el momento de hacer un balance general de este primer tema sobre Inmunología. En la  próxima clase del jueves a las 12:10 trataremos de esquematizar lo más relevante y que puede ser materia de examen en la PEvAU. Nos quedan algunas cuestiones puntuales en el último tema sobre alteraciones del Sistema Inmunitario, sueroterapia y vacunas; estamos a punto de terminar el temario. Este domingo 7 de junio acaba el plazo de presentación de las actividades pendientes.

Podéis leer el conjunto del tema y hacer los siguientes ejercicios de las páginas 342 y 343:

1. Autoevalúate con un test.

2. Ejercicios nº 2, 3, 5, 7, 10 y 11

RESPUESTA INMUNITARIA ESPECÍFICA HUMORAL

Se aconseja seguir el de la esquema página 341 para poder comprender bien el proceso.

Esta respuesta consiste en fabricar anticuerpos o inmunoglobulinas específicas contra el agente invasor para provocar algunas de las reacción antígeno-anticuerpo estudiadas y acabar con él.

Intervienen los linfocitos B y los linfocitos T auxiliares Th2. El primer paso es activar los linfocitos B específicos de ese antígeno.

Por una parte, los macrófagos que llevan en su superficie MHC con péptidos del invasor porque lo ha atrapado por endocitosis y digerido (como en el caso de la respuesta celular) son reconocidos  por los linfocitos T auxiliares correspondientes.

Por otra parte, el linfocito B específico que está inactivo reconoce con sus receptores al antígeno que activó al linfocito T auxiliar y lo mete dentro por endocitosis, llevando algunos de sus pépticos a su membrana (MHC). Entonces, el linfocito B actúa como una célula presentadora de antígenos a los linfocitos T auxiliares que ya están activos Th2 y se unen a ellos. 

Esa unión hace que el linfocito B prolifere y se active dando lugar a un clon de linfocitos B de ese tipo que se van a diferenciar en dos tipos de células:

1. Células plasmáticas (muy grandes con un enorme retículo endoplasmático(
2. Clon de linfocitos B con memoria.

Las células plasmáticas son verdaderas fábricas de anticuerpos específicos contra ese antígeno y comienzan una producción en masa de los mismos para acabar con el antígeno.

RESPUETA INMUNITARIA ESPECÍFICA CELULAR

La respuesta inmunitaria específica se desarrolla contra el microorganismo concreto que ha entrado, en realidad contra cualquier "antígeno" que es detectado por el sistema inmunitario. Se produce una solución concreta sólo para ese invasor. Tiene dos vertientes: celular y humoral. Ambas respuestas se complementan en la finalidad común de acabar con el antígeno.

RESPUESTA INMUNITARIA CELULAR

Seguir el esquema de la página 339

Se produce frente a microorganismos, células extrañas (transplantes de órganos de otros individuos) y células tumores (cancerígenas)

Actúan los linfocitos T citotóxcios y los linfocitos T auxiliares. Colaboran los macrófagos.

Los linfocitos T citotóxicos actúan contra esas células extrañas microorganismos o células tumores destruyéndolas.

Lo primero es activar a los linfocitos T concretos que tienen que actuar de forma especifica contra el invasor actual. No nos valen linfocitos T que se fabricaron para otros invasores anteriores. Para ello hay que reconocer al antígeno.

Los linfocitos T necesitan que el antígeno esté en la superficie de una célula unidos al MHC (complejo mayor de histocompatilidad de la célula, esa especie de carnet de identidad que tienen las células de un organismo para que no les ataque nuestro sistema inmunitario) para que lo pueda reconocer.

El antígeno puede ser intracelular o extracelular, es decir, meterse dentro de una de nuestras células como parásito intracelular o sencillamente circular por la sangre, la linfa o el liquido intertcelular. 

En el primer caso, si ya está dentro de una célula, lo que pasa es que algunos pépticos del mismo son transportados por la célula hasta su membrana, uniéndose a su MHC y modificando su estructura. Ya no son respetados por nuestro sistema inmunitario sino que un determinado tipo de linfocito T auxiliar lo va a reconocer y se va a unir con él.

En el segundo caso, si el antígeno va circulando, un macrófago lo detecta y lo mete dentro por endocitosis. Lo digiere y algunos fragmentos peptídicos los traslada a su membrana (MHC). Igualmente un linfocito T auxiliar lo reconocer como MHC no propio y se une a él. Los macrófagos unidos a estos linfocitos T auxiliares secretan interleucina 1 que activan y hacen proliferar a dichos linfocitos T.

En ambos casos, las células infectadas o los macrófagos son células presentadoras de antígenos a los linfocitos T auxiliares. Unidos a las células infectadas o a lo macrófagos, los linfocitos T auxiliares proliferan y segregan interleucina 2 que los estimula a ellos y a la proliferación de los linfocitos T citotóxicos específicos contra ese antígeno invasor.

Los linfocitos T citotóxicos activados se unen a las células infectadas liberando peregrinas que les hacen agujeros y acaban con ellas. Los macrófagos ingieren los restos de estas células.

1. Realiza los ejercicios de la pagina 339

LA RESPUESTA INMUNITARIA INESPECÍFICA

Vamos a estudiar la segunda línea defensiva del organismo. Si recordamos, teníamos una primera línea que era la piel y las mucosas con sus secreciones correspondientes: saliva, lágrimas, sudor, cera, fluido vaginal, etc...

Si el microorganismo consigue pasar esta primera barrera, enseguida se pone en marcha la segunda, que es una respuesta inespecífica, es decir, el mismo mecanismo para cualquier bacteria, virus u otro microbio que pueda infectarnos. Hay dos mecanismos que se ponen en marcha: 

        

         LA REACCIÓN INFLAMATORIA

         EL SISTEMA DE COMPLEMENTO

Estudiaremos primero la reacción inflamatoria. Seguramente que en muchas ocasiones de nuestra vida hemos visto cómo sufríamos la inflamación de alguna parte de nuestra cuerpo: un tobillo, una encía cuando un diente tiene caries, la propia piel cuando nos caemos o hacemos una herida. En general, se caracteriza por aumento de tamaño (tumor), dolor, zona con color rojizo (rubor) y aumento de la temperatura local (calor). Rápidamente buscamos la forma de bajar la hinchazón y quitarnos el dolor. En realidad esta reacción del organismo es una defensa sin la cual perdemos una buena oportunidad de parar la infección. Lo que ocurre es que a veces la inflamación es tan potente que los problemas que nos origina son más grandes que la propia infección. La función de la inflamación es destruir al agente invasor y restaurar las zonas dañadas del cuerpo.

Caraterísticas de la inflamación: rubor, calor, dolor, tumor

Debéis fijaros bien en el dibujo de la página 336 para seguir todas las etapas de la reacción inflamatoria:

1. Producción del estímulo desencadenante: microbio que entra en el interior del organismo.

2. Producción y liberación de mediadores de inflamación: las propias células de la región infectada  y algunos glóbulos blancos segregan histamina, serotonina, prostaglandinas y proteínas del complemento. Estos mediadores van a provocar determinadas acciones:

      a. Vasodilatación de los capilares en la zona para que aumente el flujo sanguíneo y con ello el número de glóbulos blancos, anticuerpos y componentes del complemento.

        b. Aumento de la permeabilidad de los capilares para que salgan de la sangre los fagocitos que ataquen a los microorganismos.

         c. Atracción e los fagocitos (glóbulos blancos) hacia la zona infectada por mediadores químicos (quimiotaxis)

Igualmente hay que seguir la explicación con el dibujo de la página 337.

En segundo lugar tenemos el sistema de complemento que es un conjunto de proteínas de la sangre (plasmáticas) que están dispersas pero que ante una infección forman una estructura llamada "complejo de ataque a la membrana" de las bacterias, protozoos, hongos... para que se desequilibren osmóticamente y mueran. Se trata como de hacerle agujeros a estas membranas. Ver dibujo de la página 337 abajo a la derecha. Además, el sistema de complemento activa la inflamación y señala las células invasoras (opsonización) para ser atacadas mejor por los fagocitos.

Esas proteínas están separadas y hay que organizarlas para que formen esos complejos de ataque y sólo se hace ante determinadas señales que provoca la infección.

La activación del complemento  se produce por la unión en cascada (secuencial) de determinados componentes (tardíos) C5, C6, C7, C8 y C9.

Para que estos se organicen en el complejo de ataque se tiene que activar un componente central que es C3 cuando se desdobla en C3a y C3b. Esto ocurre si se estimula C3 por la vía clásica con la intervención de anticuerpos (IgG o IgM) o por otros factores D y B que son componentes tempranos del complemento producidos por las membranas y envolturas de los invasores cuando nos infectan.

REACCIÓN ANTÍGENO-ANTICUERPO

En primer lugar, conviene saber algunas características mínimas que distingan los diferentes tipos de Anticuerpos que hay. Recuerda, eso va a depender de la conformación de sus dominios constantes.

Tipos de anticuerpos o inmunoglobulinas:

Ig A: Es mayoritario en las secreciones: saliva, lágrimas, leche materna…

Ig G: el único que atraviesa la placenta y puede llegar al feto; es el que se produce en la respuesta secundaria.

Ig M: se produce en la respuesta primaria.

Ig E: Se produce en los procesos alérgicos. Protege frente a parásitos.

Ig D: Se coloca en los linfocitos B como receptor. Activa basófilos y mastocitos.

Reacción antígeno-anticuerpo.

Los antígenos son moléculas de forma y estructura variable. Los anticuerpos tienen la estructura estudiada en forma de Y.

Se une el epítopo del antígeno con el parátopo del anticuerpo. Un antígeno puede tener varios epítopos y unirse por varios sitios a diferentes anticuerpos.

Hay varios tipos de reacción: neutralización, precipitación, aglutinación y opsonización. 

En la neutralización, los “anticuerpos” capturan a los antígenos y evitan que éstos lleguen a donde hacen daño. Es común en los casos en los que el antígeno es una toxina secretada por una bacteria. Dicha molécula es tóxica para el organismo si llega a las células diana. Los anticuerpos lo evitan porque se unen a ellas.

En la precipitación también se unen antígeno y anticuerpo formando complejos grandes que se vuelven insolubles y precipitan, haciendo que el antígeno quede inutilizado.

En la aglutinación pasa algo parecido pero lo que se unen son células que tienen anticuerpos en su membrana y capturan los antígenos que llegan a sus alrededores, uniéndose entre sí y forman agregados celulares muy grandes que también precipitan, facilitándose su destrucción.

En la opsonización, los anticuerpos (opsoninas) señalan a las células invasoras situándose sobre sus receptores de membrana (antígenos), de forma que son más reconocibles por los macrófagos que los eliminan con mayor facilidad.

ANTÍGENOS Y ANTICUERPOS

Un antígeno es cualquier molécula capaz de producir la respuesta inmunitaria específica. Son normalmente proteínas, glucoproteínas y lipoproteínas. Cuando son detectadas por los linfocitos se pone en marcha todo el mecanismo de defensa: producción de linfocitos B y anticuerpos por un lado, y producción de linfocitos T y respuesta inmunitaria celular por otro.

Estas moléculas pueden estar libres o formar parte de las paredes o flagelos de las bacterias, de las estructuras de los virus o de las células de cualquier animal o planta.

No toda la molécula antagónica se une a los anticuerpos sino una parte llamada epitopo. Puede haber varios epítopos en un antígeno.

Ver el cuadro con los tipos de antígenos.

Cada uno de nosotros tiene sus propios antígenos en sus membranas célulares, como una especie de documento de identidad personal que no produce anticuerpos en nosotros, pero sí en las demás personas (problemas de rechazo de los trasplantes). Esos antígenos se llaman antígenos de histocompatibilidad y son glucoproteínas. Se codifican por los genes del complejo mayor de histocompatibilidad MHC.

Los anticuerpos son glucoproteínas que sintetizan los linfocitos B cuando son estimulados por un antígeno determinado. Son específicos de cada antígeno, por lo que hay diferentes tipos de linfocitos B que se especializan en producir anticuerpos para cada antígeno que entra en el organismo.

Tienen forma de Y y una estructura muy determinada con dos cadenas ligeras L idénticas entre sí de 200 aa con una región variable en el extremo (que le da su especificidad) y dos cadenas pesadas H idénticas entre sí de 400 a y con una región variable también en el extremo.

Estas cadenas pesadas pueden ser de cinco tipos (alfa, delta, épsilon, gamma y mu) que nos darán los cinco tipos de anticuerpos (A, D, E, G y M).

Por tanto, un anticuerpo tiene una región constante igual para cada clase de anticuerpo y diferente entre unas clases y otras (A, D. E, G y M). Por otra parte, tiene dos regiones variables que los diferencian dentro de la misma clase para cada tipo de antígeno concreto. Son los extremos de la Y donde se forma el parátopo donde se une al epitopo del antígeno.

Viendo el esquema de la página 332, podemos decir que en una molécula de anticuerpo, la parte proteica consta de varios dominios o zonas de plegamiento característico que tienen tanto las cadenas ligeras como las pesadas y que se unen entre sí por puentes disulfuro.

Al ser una glucoproteína, el anticuerpo tiene también una parte glucídica.

ES IMPORTANTE DOMINAR BIEN LOS CONCEPTOS DE ANTÍGENO Y ANTICUERPO ASÍ COMO LA ESTRUCTURA DE UN ANTICUERPO. ESTO ÚLTIMO ES FRECUENTE EN PREGUNTAS DE LA PEVAU COMO DIBUJO QUE HAY QUE INTERPRETAR

REPASAMOS DE QUÉ ESTÁ COMPUESTO EL SISTEMA INMUNITARIO

Es muy importante reconocer los tres niveles en los que está estructurado el Sistema Inmunitario: Órganos y tejidos linfoides, células inmunocompetentes y diferentes moléculas.

En cuanto a los órganos cabe destacar los dos más importantes: Médula ósea roja (interior de los huesos) y Timo (detrás del esternón), que son los órganos linfoides primarios.

Después están los secundarios: ganglios linfáticos, bazo, y el MALT, un tejido asociado a las mucosas gastrointestinal, respiratoria, urogenital y otras (está en definitiva por todas partes)

Para entender todo esto mejor es bueno observar un momento el dibujo del cuerpo humano de la página 327.

El estudio de las células inmunocompetentes es más complicado. La podemos dividir en dos grandes grupos: línea mieloide y línea linfoide. Todas son glóbulos blancos o derivados pero es que hay muchos tipos diferentes de glóbulos blancos. 

La línea linfoide corresponde a los LINFOCITOS, de los que hay varios tipos a su vez: linfocitos B, linfocitos T y linfocitos NK. 

Dentro de los linfocitos B hay diferentes tipos: linfocitos B o células B normales que son las que se forman primero, células plasmáticas que son una evolución de los linfocitos B y linfocitos B con memoria, que son los que quedan después de la infección para la respuesta secundaria.

Dentro de los linfocitos T también hay varios tipos: los linfocitos T citotóxicos o T8 y los linfocitos T auxiliares o T4

La línea mieloide corresponde al resto de glóbulos blancos: granulocitos (neutrófilos, basófilos o eosinófilos), monocitos (que evolucionan a macrófagos) y variantes como los mastocitos.

Los detalles de la actuación de cada uno se irán viendo a lo largo del tema.

Finalmente, las moléculas del sistema inmunitario son variadas también: por un lado están las proteínas que forman parte de un sistema de defensa que llamamos COMPLEMENTO y que estudiaremos próximamente; por otra parte están las citocinas que son mediadores que ayudan en la respuesta inflamatoria o en la respuesta inmunitaria; y también están los anticuerpos que veremos en detalle.

Los mediadores como las citocinas son muy importantes. Por ejemplo, en el caso del SARS-CoV-2, los macrófagos que salen en nuestra defensa producen unas citocinas que favorecen la inflamación para defendernos del virus, lo que pasa es que en algunas personas, este efecto es nefasto porque produce un exceso de inflamación en el tejido pulmonar y lleva al mal funcionamiento de los pulmones, al ahogo y a cuadros clínicos muy complicados.

TAREAS

Una vez hechas estas puntualizaciones, lee otra vez todo este capítulo y realiza los ejercicios que hay en las páginas 327 y 329.

ENTREGA DE TAREAS RESTANTES

Se ha dispuesto un nuevo espacio para poder entregar las tareas de los temas de Microbiología e Inmunología. Esta en Tema 2. El plazo de presentación es hasta el 7 de junio.