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UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CATEDRA DE FISIOLOGIA 3: GLOBULOS BLANCOS INMUNIDAD ADQUIRIDA PROF. ASISTENTE: MOINE LORENA UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ UNIDAD 3: GENERALIDADES DE SANGRE – GLOBULOS BLANCOS – INMUNIDAD ADQUIRIDA SISTEMA INMUNITARIO DE LAS MUCOSAS OBJETIVOS Analizar los principales componentes de la inmunidad adaptativa. Establecer semejanzas y diferencias entre la respuesta inmunitaria sistémica y la del sistema estomatognático. CONTENIDOS Inmunidad adaptativa: Inmunidad celular (Linfocitos T). Inmunidad humoral (Linfocitos B).Inmunidad de las mucosas. Alteraciones de la respuesta inmune. INTRODUCCION La defensa contra los microbios está mediada por las reacciones tempranas de la inmunidad innata y las respuestas posteriores de la inmunidad adaptativa. En un primer momento, la Inmunidad innata proporciona la primera línea de defensa contra los microbios. Consiste en mecanismos de defensa celulares y bioquímicos que están implementados incluso antes de la infección y están preparados para responder rápidamente a las infecciones. Posteriormente, existen otras respuestas inmunitarias que son estimuladas por la exposición a agentes infecciosos y el aumento en la magnitud y la capacidad de defensa con cada exposición sucesiva a un microbio en particular: inmunidad adaptativa que reconoce y reacciona a una gran cantidad de sustancias microbianas y no microbianas, distingue diferentes sustancias, y responde con más vigor a las exposiciones repetidas al mismo microbio. Como células efectoras posee a los linfocitos y sus productos secretados, como los anticuerpos . En otras palabras, el sistema inmune adaptativo confiere al organismo la capacidad de defenderse contra microbios específicos y otras sustancias extrañas. Las sustancias que son reconocidas como extrañas y provocan respuestas se conocen como antígenos. La inmunidad adaptativa tiene dos propiedades fundamentales: 1. ESPECIFICIDAD: para moléculas extrañas (antígenos) particulares, que también implica reconocer lo propio de lo ajeno o extraño. 2. MEMORIA: para la mayoría de los antígenos hallados previamente, de manera que en un segundo ingreso al organismo, se desencadene una respuesta más rápida, enérgica y efectiva. UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ COMPONENTES Y EFECTORES DEL SISTEMA INMUNE ADAPTATIVO: La inmunidad adaptativa puede estar mediada por células (linfocitos B y T), o por sustancias extracelulares denominadas anticuerpos (inmunoglobulinas) complementadas ambas por la actividad de citocinas. En cuanto al componente celular, los linfocitos B y T son los componentes más importantes de este tipo de respuesta. Ambos tipos de células se desarrollan en órganos linfoides primarios: las células se desarrollan y maduran en la médula ósea, y las células T se desarrollan en ella hasta el estadio Pre-T, y maduran hasta hacerse totalmente funcionales en el Timo. Durante el proceso de maduración, desarrollan la capacidad de llevar a cabo respuestas inmunitarias adaptativas, osea inmunocompetencia. Esto significa que tanto las células B como T, sintetizan proteínas que se insertan en la membrana plasmática las cuales son capaces de reconocer antígenos específicos; y son llamadas receptores antigénicos. Los receptores propios de células T se conocen como TCR ( T-Cell Receptor) y los propios de células B son los BCR (B- Cell Receptor) Del timo salen dos tipos principales de células T maduras: T helper y T citotóxicas. 1. T Helper o Colaboradoras: también conocidas como células CD4 lo cual significa que además del TCR (receptores antigénicos) su membrana plasmática incluye una proteína denominada CD4. Participan tanto en la inmunidad mediada por células como en la inmunidad humoral (mediada por anticuerpos) 2. T Citotóxicas: también denominadas células CD8 porque además de los receptores TCR posee la proteína llamada CD8. Participan en la inmunidad mediada por células atacando células corporales infectadas, células cancerosas y células extrañas como las de un trasplante no compatible. GENERALIDADES DE LA INMUNIDAD ADAPTATIVA MEDIADA POR CÉLULAS Y POR ANTICUERPOS: INMUNIDAD MEDIADA POR CÉLULAS: es particularmente eficaz contra: -Patógenos intracelulares: como virus, bacterias u hongos que ingresen y se encuentren presentes en el interior de la célula. -Células cancerosas -Células extrañas de trasplantes tisulares. INMUNIDAD MEDIADA POR ANTICUERPOS: actúa contra antígenos extracelulares expresados por virus que no han ingresado aun a las células, bacterias y hongos presentes en liquidos corporales. Este tipo de respuesta involucra a anticuerpos que se unen a antígenos en los humores UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ o líquidos corporales (como la sangre y la linfa), es por ello que también es denominada inmunidad humoral. INICIO DE RESPUESTA INMUNITARIA ADAPTATIVA, Y POSTERIOR PROLIFERACIÓN DE CÉLULAS ESPECÍFICAS (SELECCIÓN CLONAL) En la mayoría de los casos, cuando un antígeno ingresa por primera vez al organismo solo hay un pequeño grupo de linfocitos T helper, citotóxicos y B con receptores específicos para responder al mismo ubicados tanto a nivel sanguíneo como tisular actuando tanto extracelular como intracelularmente (o en forma conjunta). Al principio, el número de antígenos supera el pequeño grupo de células inmunitarias adaptativas presentes en tejidos y líquidos corporales, por lo tanto una vez que lo linfocitos encuentran una copia específica del antígeno y recibe estímulos genera una selección clonal. La selección clonal, es el proceso por el cual un linfocito prolifera (se multiplica) y se diferencia (hacia células altamente especializadas) en respuesta a un antígeno específico. Como resultado de la misma, se obtiene una población de células idénticas denominada clon con capacidad de reconocer un antígeno específico (idéntico al que reconoció el linfocito original). Este proceso es llevado a cabo en órganos linfoides secundarios. Las células clonales originadas son siempre de dos tipos: 1. Células efectoras: llevan a cabo la respuesta inmunitaria que destruyen o inactivan el patógeno. Estas células son: Linf T Helper activo, Linf T Citotóxico Activo, Células Plasmáticas (Linf B activos para generar y liberar anticuerpos). Una vez que cumplen su función, mueren por apoptosis. 2. Células de memoria: no participan de manera activa en la respuesta inmunitaria inicial contra el antígeno. Pero en el caso de un segundo o posterior ingreso del mismo, se dispone de miles de células de memoria de un clon de linfocitos para iniciar una reacción mucho más rápida. Cuando se genera esta proliferación, proliferan tanto a modo de células efectoras como de células de memoria nuevamente. La selección clonal tanto de Th, Tc y B da células de memoria y tienen periodos de vida prolongado (incluso décadas). UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ ¿QUÉ DEBEMOS APRENDER SOBRE LOS ANTÍGENOS QUE DESPIERTAN LAS RESPUESTAS INMUNES? El término antígeno, deriva de su función: GENerador de ANTIcuerpos. Sabemos que son los segmentos del agente extraño reconocidos por el sistema inmune y generadores de una respuesta inmunitaria. Tienen dos propiedades fundamentales: -INMUNOGENICIDAD: que es la capacidad de despertar respuestasinmunitarias al despertar producción de anticuerpos específicos. -REACTIVIDAD: capacidad de los antígenos de reaccionar ante anticuerpos o con las células que los generaron. ¿CUÁLES PUEDEN SER LOS ELEMENTOS ANTIGÉNICOS? -Microbios enteros o partes de ellos. -Componentes químicos de virus. -Componentes químicos de bacterias. -Toxinas bacterianas. -Componentes químicos del pólen -Clara de huevo -Células sanguíneas de grupos no compatibles -Células extrañas de trasplantes no compatibles -ETC… Tanto partículas grandes, como fragmentos bacterianos o simples cadenas proteicas exógenas pueden actuar como antígenos. Estos pequeños segmentos del antígeno reconocibles por el sistema inmune se denominan epítopos o determinantes antigénicos. NATURALEZA QUIMICA DE LOS ANTÍGENOS Generalmente son de naturaleza proteica, pero también pueden actuar como antígenos ácidos nucleicos, lípidos y algunos polisacáridos. ¿CÓMO SE LOGRA LA DIVERSIDAD DE RECEPTORES INMUNES PARA TODOS LOS TIPOS DE ANTIGENOS? El sistema inmune tiene la capacidad de reconocer millones de tipos de antígenos, inclusive los creados artificialmente. Esto es debido a una recombinación, mezcla y reordenamiento (shuffling) de segmentos genéticos de linfocitos a medida que se desarrollan en órganos linfoides primarios. Luego esta recombinación genética se traduce y transcribe en proteínas que más tarde se insertan en la membrana plasmática a modo de receptor. Ahora bien, para que tenga lugar una respuesta inmunitaria, las células B y T, deben reconocer que hay un antígeno extraño. Las células B, puede reconocerlos en liquido intersticial, plasma, linfa y unirse a ellos. Las células T en cambio, solo reconoce fragmentos de proteínas antigénicas que deben ser a ella presentados por células presentadoras de antígenos. UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ El reconocimiento entre componentes propios y extraños, se genera gracias a la expresión de una serie de moléculas ancladas en las superficies celulares (obtenidas por expresión génica y posterior síntesis proteica) capaces de ser reconocidas por los linfocitos. Éstas fueron explicadas anteriormente en la unidad de inmunidad innata bajo el nombre de COMPLEJO MAYOR DE HISTOCOMPATIBILIDAD, pero presentaremos un cuadro sintético sobre las mismas para refrescar conocimientos: CARACTERISTICAS MHC Clase I MHC Clase II Nombre de las moléculas de cada grupo Complejo principal o mayor de histocompatibilidad tipo I Complejo principal o mayor de histocompatibilidad tipo II También son llamados antígenos de trasplante, antígenos de histocompatibilidad aloantigénicos, antígenos dadores/receptores; etc. Células que las expresan Es expresado por todas las células nucleadas del organismo. Es expresado por Linfocitos B, células dendríticas, células de Langerhans, células epiteliales tímicas (células del estroma del timo) Función inmunológica EL MHC se encuentra expresado en las células del anfitrión y tienen la función inmunológica de la presentación de antígenos a los linfocitos CD8. Esto se aplica cuando por ejemplo un virus infecta una célula y es inaccesible al Ac. Por lo tanto su erradicción depende de LT citotóxicos. EL MHC se encuentra expresado en las células del anfitrión (CPA) y tienen la función inmunológica de la presentación de antígenos a los linfocitos CD4, para promover su respuesta efectora. Tipo de péptido antigénico que presentan Péptido clase I a CD8 Péptido clase II a CD4 Vía de procesamiento de la que participan Via endocítica de procesamiento; péptido entra al citosol, ingresa a proteosomas es digerido y expuesto como péptido propio o extraño. Vía endocítica de procesamiento; ingresa a fagosomas que se unen a lisosomas formando fagolisosomas, digerido en los mismos y posteriormente expresado. Restricción antigénica MHC I adquieren péptidos que provienen de proteínas citosólicas. Presentan péptidos propios, péptidos virales (sintetizados por la propia célula) o péptidos procedentes de microbios ingeridos en fagosomas MHC II adquieren péptidos de proteínas contenidas en vesículas intracelulares. Éstas presentan péptidos procedentes de microbios ingeridos en vesículas (por ello este tipo de moléculas sólo se expresan en células con capacidad fagocítica). Aplicaciones de su estudio Trasplantes Estudios poblacionales Estudios de paternidad HLA y enfermedades autoinmunes UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ PUESTA EN ACCIÓN DE RESPUESTAS EFECTORAS POR MEDIO DE INMUNIDAD MEDIADA POR CELULAS La inmunidad adquirida mediada por células, se complementa y ayuda con citocinas que actúan como mediadores locales y participan en el crecimiento y diferenciación celular. Son secretadas por diversas células, como linfocitos y células presentadoras de antígenos (por lo tanto se dice que cumplen funciones autócrinas y parácrinas) –VER CUADRO 17.2 Como primera instancia en la eliminación de patógenos, la inmunidad mediada por células requiere la activación de células T por medio de antígenos específicos. A partir de esta activación se genera una selección clonal dando células efectoras y células de memoria. Para ello, los linfocitos por medio de sus TCR reconocen fragmentos antigénicos presentados a modo de complejo antígeno-CMH. El reconocimiento del antígeno también involucra otras proteínas de superficie denominadas correceptores CD4 y CD8 (en linfocitos Th y Tc respectivamente), que interactúan con el complejo Ag-CMH y ayudan a mantener el acoplamiento del mismo a la célula linfocítica. Para completar la activación, el linfocito debe recibir una segunda señal CO-ESTIMULADORA, de parte de una citocina como la interleucina-2 (ver descripción de la misma en cuadro 17.2) Una vez que el linfocito T ha recibido las señales apropiadas (reconocimiento del antígeno y coestimulación) se encuentra activada y experimenta la selección clonal. UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ La activación de las T-HELPER-CD4: se logra luego de la exposición de un Antígeno extracelular unido a una molécula de CMH-II que se encuentra anclado a la membrana de una célula presentadora de antígenos. Necesita de la acción coestimuladora de la IL-2 que actua de forma autócrina autocoestimulando y parácrina estimulando células T vecinas. Sub-poblaciones linfocitarias: Th1: su principal mediador soluble es el interferon gamma, y su respuesta biológica esta implicada en la inmunidad mediada por células y la activación de macrófagos. Th2: sus principales mediadores solubles son la IL-4 y la IL-5, participa en la inmunidad humoral, alergia, y las infecciones frente a helmintos. Th17: sus mediadores solubles son la IL-17 A, IL-17 F e IL-22, su función biológica es participar en la inflamación, reclutamiento de PMNN y liberación de pépidos antimicrobianos. La activación de células T-CITOTÓXICAS CD8: reconocen antígenos extraños unidos a la molécula de CMH-I ancladas en la superficie de células corporales infectadas, cancerosas o células de trasplantes. Necesitan también la coestimulacion parácrina de IL-2 sintenizada y secretada por los Linf Th. ELIMINACIÓN DE INVASORES: Los linfocitos T citotóxicos destruyen a las células diana mediante la liberación de sustancias tóxicas de sus gránulos: perforinas y granzimas. La perforina es una proteína que se inserta en la membrana plasmática de la célula diana y crea canalesen la misma. En consecuencia el liquido intracelular fluye hacia el exterior y se produce la citólisis. Las granzimas son enzimas que ingresan a través de los canales creados por la perforina e inducen la apoptosis de la célula diana. UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ PUESTA EN MARCHA DE LA INMUNIDAD MEDIADA POR ANTICUERPOS Las células B, presentes en los órganos linfáticos en presencia de antígenos permanecen allí, y son activadas transformándose en células plasmáticas y células de memoria. Las células plasmáticas efectoras secretan anticuerpos que son enviados a sangre y linfa para alcanzar sitios de invasión patógena. Para su activación, el Ag debe unirse a BCR (B-Cell Receptor), y una vez captado por la célula B es degradado a fragmentos peptídicos y combinado con moléculas de CMH-II y anclado a la membrana. Las células Th, producen IL-2 quien coestimula a las células B para activarlas en su totalidad. De esta forma, se genera la selección clonal, donde la celula B transformada en plasmática se encuentra capacitada para sintetizar y secretar anticuerpos y además se crean células B de memoria. ANTICUERPOS Los anticuerpos son estructuras glocoproteicas (globulinas) capaces de unirse a epítopos antigénicos. Debido a su naturaleza química también se los conoce como inmunoglobulinas (Ig) Estructura: cuenta con dos cadenas polipeptídicas idénticas llamadas cadenas pesadas unidas a cadenas hidrocarbonadas cortas. Además, se encuentra en relación con dos cadenas más polipeptídicas cortas llamadas cadenas livianas y unidas a las pesadas por puentes disulforo (-S-S-). El centro de las dos cadenas pesadas a su vez se encuentra unido a una estructura flexible denominada región bisagra, formando junto con la cadena pesada el “tallo” del Ac. En los extremos de las regiones liviana y pesada hay una región denominada región variable las cuales son el sitio de unión al Ag. Como hay una región variable en cada Ac, se dice que estas estructuras son bivalentes. Así como esta región adquiere ese nombre, el resto de la estructura del Ac anteriormente descripta lleva la denominación de región constante. UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ Existen 5 clases básicas de anticuerpos, descriptos a continuación (CUADRO 17.3) ¿CÓMO ACTÚAN LOS ANTICUERPOS? Prácticamente todas las inmunoglobulinas actúan con a finalidad de inactivar los antígenos. 1. Neutralización del Ag: la unión Ag-Ac bloquea o neutraliza toxinas bacterianas y evita adherencia de virus a células corporales. 2. Aglutinación del Ag: como los Ac tienen dos o mas sitios de unión para antígenos, permiten que se unan transversalmente varios patógenos entre sí con la consiguiente aglutinación facilitando la fagocitosis. 3. Precipitación del Ag: producto de la aglutinación, la agrupación de patógenos es de gran volumen lo cual impide que permanezcan en suspensión UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ lo cual provoca la precipitación del mismo y la fagocitosis más simplificada por parte de los fagocitos. 4. Activación del complemento: los complejos Ag-Ac inician la vía clásica del sistema de complemento. 5. Opsonización: los Ac actúan como opsoninas que revisten la superficie bacteriana facilitando que sea englobado y destruido por fagocitos. MANERAS DE ADQUIRIR INMUNIDAD ADAPTATIVA Existen cuatro formas de adquirir inmunidad adaptativa que incluyen mecanismos activos o pasivos. Los activos son cuando la propia persona desarrolla anticuerpos y células del sistema inmunitario, y pasivo cuando el individuo recibe anticuerpos de otra persona o animal. UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ ALERGIAS- REACCIONES DE HIPERSENSIBILIDAD Las respuestas inmunes normales, tanto celulares como humorales, nos permiten el reconocimiento de lo propio y la eliminación de patógenos. Cuando estas respuestas son exageradas, o se producen frente a sustancias normalmente inocuas, gatillan enfermedades, y las denominamos mecanismos de daño o mecanismos de hipersensibilidad. Tipo de respuesta de HS TIPO I TIPO II TIPO III TIPO IV I Va IVb IVc IVd Antígeno Solubles; ej: pólenes Asociados a células o matriz extracelular Solubles Estimulación directa célula T ó antígeno presentado por célula presentadora de antígenos (CPA) Estimulació n directa célula T o antígeno presentado por CPA Estimulación directa célula T o antígeno presentado por CPA Estimulación directa célula T o antígeno presentado por CPA Reactant e inmune IgE IgG, IgM IgG (complejos inmunes circulantes) TH1, INFγ, TNFα TH2, IL4, IL5, IL13 Linfocitos citotóxicos, perforinas/granzimas LT, CXCL8, GM-CSF Efector Activación de mastocito s Asma, rinitis Fagocitos Células FcR+, complemento Macrófago activado Eosinófilo Linfocitos T Neutrófilos Ejemplos Citopenias Lupus Dermatitis de contacto, Artritis Reumatoidea Asma Exantemas bulosos Enf de Behçet, pustulosis exantemátic a En toda respuesta inmunológica (normal o patológica), se requiere de una fase de sensibilización, que siempre es silente. Durante esta fase, las células presentadoras de antígenos procesan los antígenos propios o extraños y los presentan a los linfocitos T CD4. Estos linfocitos serán los encargados de dirigir el tipo de respuesta inmune, ya sea de predominio celular o humoral contra este antígeno, en forma silente, hasta que al sobrepasar un determinado umbral, se desencadena el daño inmunológico y la sintomatología clínica. HIPERSENSIBILIDAD TIPO 1 Este mecanismo es el que se observa de preferencia en las enfermedades alérgicas como rinitis o asma, donde los antígenos se denominan alérgenos: sustancias naturales, que ingresan al organismo por vías naturales y que son inocuas en una población normal. Algunos medicamentos también pueden causar este tipo de reacciones, siendo un ejemplo clásico la penicilina, cuyo metabolito peniciloil, unido a una proteína plasmática (conjugado hapteno- carrier), es capaz de inducir síntesis de IgE Durante la fase de sensibilización, se sintetiza IgE contra alérgenos, la cual se adosará a sus receptores en la superficie de mastocitos (fase silente). Cuando el nivel de IgE en los mastocitos alcance un nivel crítico, la siguiente exposición al alérgeno originará un entrecruzamiento de los receptores de IgE , que llevará a su degranulación. Son las sustancias liberadas durante este proceso, UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ las responsables de síntomas y signos como el broncoespasmo, los estornudos, la rinorrea, la congestión nasal, urticaria y angioedema, cólicos abdominales, diarrea, hipotensión y en los casos más graves, shock anafiláctico. Esta facilidad anormal de sintetizar IgE frente a alérgenos ambientales, se denomina atopia. Esta condición viene determinada genéticamente, y se observa en aproximadamente un 20% de la población Fases de la respuesta Las células efectoras del daño en la hipersensibilidad inmediata son los mastocitos, basófilos y eosinófilos, que comparten la característica común de poseergránulos citoplasmáticos ricos en mediadores preformados y su capacidad sintetizar mediadores lipídicos y citoquinas. La primera fase de las respuestas de hipersensibilidad mediadas por IgE (denominada reacción inmediata), tiene características clínicas bien definidas: eritema, edema y prurito cutáneos; estornudos y rinorrea; tos, broncoespasmo, edema y secreción mucosa en el tracto respiratorio inferior; náuseas, vómitos, diarrea y cólicos, e hipotensión. Todos estos síntomas son inducidos por los mediadores preformados (histamina, triptasa, proteoglicanos) y los mediadores lipídicos (prostaglandinas y leucotrienos). HIPERSENSIBILIDAD TIPO 2 Este mecanismo de daño es el que se observa preferentemente en las citopenias autoinmunes y en algunas enfermedades autoinmunes órgano-específcas (Tabla 2). Corresponde a un mecanismo de daño de tipo humoral, mediado por inmunoglobulinas de tipo G ó M (IgG e IgM), con capacidad de opsonizar, reclutar leucocitos y de activar el complemento, gatillando así respuestas inflamatorias, o de inducir cambios funcionales a nivel de receptores celulares Enfermedad Autoantígeno Mecanismo efector Anemia hemolítica autoinmune Antígenos del grupo Rh Antígeno I Opsonización y fagocitosis de eritrocitos Púrpura autoinmune Glicoproteína gpIIb:IIIa (integrina) Opsonización y fagocitosis de plaquetas Vasculitis ANCA+ Proteínas de los gránulos de los neutrófilos (MPO, PR3) Degranulación de neutrófilos e inflamación Pénfigo vulgar Cadherina (proteína de la unión intercelular de queratinocitos) Activación de proteasas y rotura de las adhesiones intercelulares Sd de Goodpasture Proteína colágena de la membrana basal glomerular y alveolar Inflamación mediada por complemento y FcR Enfermedad de Graves Receptor de TSH Estimulación del receptor de TSH Miastenia Gravis Receptor de acetilcolina Inhibición de la unión de acetilcolina a su receptor y reducción del no de receptores https://www.elsevier.es/es-revista-revista-medica-clinica-las-condes-202-articulo-mecanismos-dano-inmunologico-S071686401270336X#tbl0010 UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ Anemia perniciosa Factor intrínseco Neutralización del factor y menor absorción de vitamina B12 HIPERSENSIBILIDAD TIPO 3 En este tipo de respuesta de hipersensibilidad, las inmunoglobulinas forman complejos inmunes junto con el antígeno (propio o extraño), y a diferencia del mecanismo anterior, estos complejos se encuentran en circulación. El daño tisular dependerá entonces de los sitios donde estos inmunocomplejos se depositen, y no del origen del antígeno gatillante. La enfermedad más emblemática de este tipo de daño, es el lupus eritematoso sistémico: se generan autoanticuerpos que reconocen proteínas tan ubicuas como el ADN o nucleoproteínas, y las manifestaciones clínicas principales son las artritis, serositis, nefritis y vasculitis. Mecanismos efectores Una vez depositados en el endotelio, los complejos inmunes activarán las cascadas de la coagulación y del complemento, activando así a los leucocitos de un modo similar a lo descrito en el mecanismo de tipo II HIPERSENSIBILIDAD TIPO 4 Este tipo de respuesta de hipersensibilidad, también conocida como respuesta de hipersensibilidad retardada, involucra mecanismos celulares de daño. Tradicionalmente descrita como reacciones linfocitarias que llevan a la activación de macrófagos y formación de granulomas En todos los casos, el antígeno es inicialmente captado por células presentadoras de antígenos, quienes lo procesan y presentan en el contexto de moléculas de histocompatibilidad a linfocitos T en los linfonodos regionales, durante la fase silente de sensibilización. Son los diferentes tipos de linfocitos T, mediante patrones específicos de citoquinas, quienes dirigen el tipo de inflamación que se produce. El problema fundamental en estas enfermedades es que la respuesta inmunitaria se desencadena y mantiene de un modo inapropiado. Como los estímulos frente a estas respuestas inmunitarias anómalas son difíciles o imposibles de eliminar (p. ej., antígenos propios, microbios persistentes o antígenos ambientales) y el sistema inmunitario tiene muchos circuitos de retroalimentación intrínsecos positivos (que promueven normalmente una inmunidad protectora), una vez que comienza una reacción de hipersensibilidad, es difícil controlarla o terminarla. Por lo tanto, estas enfermedades tienden a ser crónicas y debilitantes, y constituyen desafíos terapéuticos. Dado que la inflamación es un componente importante de estos trastornos, a veces se les agrupa bajo el término enfermedades inflamatorias inmunitarias. UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ SISTEMA INMUNITARIO DE LAS MUCOSAS El sistema inmunitario ha desarrollado propiedades especializadas en diferentes partes del cuerpo, especialmente en los tejidos de barrera epitelial. Estas características son esenciales para la protección contra los tipos de desafíos microbianos que se encuentran con mayor frecuencia en estos lugares, y también aseguran que vivamos en armonía con organismos comensales no patógenos que colonizan las superficies epiteliales y las luces de los órganos mucosos Los sistemas inmunes en las barreras epiteliales comparten una organización anatómica básica, con una capa epitelial externa que previene la invasión microbiana, tejido conectivo subyacente que contiene células de varios tipos que median las respuestas inmunes a organismos comensales o patógenos que atraviesan el epitelio y una linfa de drenaje más distante donde se inician y amplifican las respuestas inmunes adaptativas a los microbios invasores. La barrera epitelial puede tener varias capas de grosor, el tejido conectivo subyacente, contiene numerosos linfocitos dispersos, células dendríticas, macrófagos y mastocitos que median las respuestas inmunes innatas y el brazo efector de las respuestas inmunes adaptativas. Los tejidos de la mucosa también contienen tejidos linfoides secundarios no encapsulados pero organizados justo debajo de la barrera epitelial, que incluyen linfocitos B y T, células dendríticas y macrófagos. Estas colecciones de células inmunes, a menudo llamadas tejido linfoide asociado a la mucosa (MALT), son sitios donde se inician algunas respuestas inmunes adaptativas especializadas para la mucosa particular. Las respuestas inmunes adaptativas en los sistemas inmunes de barrera epitelial también se inducen en el drenaje de los ganglios linfáticos que se encuentran fuera de los tejidos de la barrera. En la piel y los tejidos mucosos, las células especializadas dentro del epitelio toman muestras de antígenos fuera de la barrera epitelial y se envían a los ganglios linfáticos drenantes o MALT. Las amígdalas linguales y palatinas son estructuras linfoides no encapsuladas ubicadas debajo de la mucosa epitelial escamosa estratificada en la base de la lengua y la orofaringe, respectivamente, y son sitios de respuestas inmunes a los microbios en la cavidad oral. Estas amígdalas, junto con las amígdalas nasofaríngeas, forman un anillo de tejidos linfoides llamado anillo de Waldeyer. La mayor parte del tejido amigdalar está compuesto por folículos linfoides, generalmente con centros germinales prominentes. Existen múltiples invaginaciones estrechas y profundas del epitelio escamoso superficial, llamadas criptas, que crecen en el tejido folicular. Aunque estas amígdalas a menudo se consideran parte de la GALT, son distintas porque están separadas de la cavidad oral rica en microbios por múltiples capas de células epiteliales escamosas en lugarde la capa de células epiteliales individuales de los intestinos. Las amígdalas linguales y palatinas responden a las infecciones de la mucosa epitelial mediante un aumento significativo y respuestas de anticuerpos vigorosos, principalmente IgA. UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ CARACTERÍSTICAS DISTINTIVAS DE LA INMUNIDAD DE MUCOSAS 1) Inmunoglobulinas propias de la mucosa (Ig A salival por ejemplo) 2) Células T con propiedades específicas. 3) Sistema de tráfico celular orientado hacia las mucosas, que son aquellas células que migran hacia los tejidos linfoides difusos de la submucosa subyacente al epitelio. ASPECTOS ESPECÍFICOS DE LA MUCOSA ORAL RESPECTO A LA INMUNIDAD La mucosa oral, primer peldaño del resto de la mucosa digestiva posee un sistema de defensa sumamente rico en barreras físicas, mecánicas, químicas como así también cuenta con una serie de herramientas específicas puestas en acción frente a la entrada de alguna noxa (bacteria, virus, hongo, etc). La inmunidad específica está representada por un gran afluente linfocitario anidado a lo largo de un gran sistema anular inmuno-linfo-plasmocitario: el anillo linfático de Waldeyer constituído por las amígdalas palatinas (tonsilas), amígdalas faríngeas (adenoides), amígdalas linguales, tejido interamigdalino linfoide y según algunos autores las encías constituirían el cierre anterior de dicha red de reclutamiento linfocitario. La disposición de dicha “estructura linfoide”, no es casual ya que encierra a la cavidad oral y a sus anexos coordinando y sistematizando la actividad linfocítica de la misma. La función principal del SIM es proporcionar al individuo defensa en las superficies mucosas. Existe lo que se denominan factores protectores no inmunitarios como lo son: a) la flora bacteriana comensal que inhibe el crecimiento de otros microorganismos patógenos, b) la actividad mucosa motriz; por ejemplo la peristaltismo en el sistema digestivo, la actividad ciliar en el sistema respiratorio, que crea un ambiente desfavorable para el crecimiento de microorganismos patógenos. En la cavidad bucal la descamación de los estratos superficiales del epitelio, es un factor interviniente en la adherencia de ciertos microorganismos y sus mecanismos de virulencia c) sustancias como el ácido gástrico, las sales biliares, la saliva (sistema digestivo), mucus (sistema respiratorio) que crea un ambiente desfavorable para el crecimiento de flora patógena. d) sustancias como la lactoferrina, lactoperoxidasa, UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ lisozima. La lactoferrina es un quelante del hierro, agota el medio de este elemento, indispensable para el crecimiento bacteriano. El sistema lactoperoxidasa en presencia de peróxido de hidrógeno determina la producción de iones tóxicos para las bacterias. La lisozima provoca la lisis bacteriana diferenciando el peptidoglicano, componente de la pared celular de la bacteria. El poder inhibidor de la saliva sobre las bacterias es ejercido también por las inmunoglobulinas. Las IgG e IgM de la saliva total, vertidas a la saliva por el fluido gingival, sólo tienen un papel menor. Las Ig A secretorias salivales ejercen un efecto inhibidor importante impidiendo la fijación de bacterias sobre los tejidos. Las glicoproteínas salivales ejercen un papel de aglutinación que facilita la eliminación bacteriana por el mismo flujo salival. En el surco gingival, las moléculas y células de la inmunidad ejercen un control sobre los microorganismos (Ig A, IgM e IgG del líquido crevicular, del sistema de complemento y de los PMNN). Los PMNN que se encuentran a nivel del surco, ejercen su función fagocítica y la liberación de sustancias por parte de ellos frente a la entrada de una noxa, sería unas de las primeras causas de la enfermedad periodontal. La defensa óptima del individuo en la superficie mucosa depende de las respuestas inmunitarias intactas en las mucosas y funciones protectoras no inmunitarias. Una segunda función, pero de igual importancia del sistema inmunitario de las mucosas es evitar la entrada de antígenos por esta vía y proteger así el sistema inmune sistémico de exposición antigénica. Esto se presenta en la superficie de la mucosa al prevenir la entrada de materiales potencialmente antigénicos, y en la circulación al eliminar antígenos de las mucosas. Aparte de esto, el SIM contiene células T reguladores que disminuyen la respuesta inmunitaria sistémica hacia antígenos que rompen la barrera de las mucosas. Las anomalías en este control pueden dar como resultado el inicio de enfermedades de autoagresión o autoinmunidad. ENFERMEDADES BUCALES Y DENTALES La boca es la puerta de ingreso hacia el sistema digestivo y respiratorio para diferentes antígenos incluyendo gran variabilidad de microorganismos: hongos, virus, bacterias, etc. En condiciones de normalidad, estos antígenos no provocan enfermedad. UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ La barrera mucosa, la descamación continua del epitelio bucal, el lavado de los dientes y otras formas de higienización bucal, protegen a la boca en forma mecánica. Muchas de las enfermedades bucales abarcando caries, periodontopatías, infecciones virales como la del herpes y HIV, infecciones micóticas como la producida por diferentes sepas de Candida, y hasta lesiones de Cáncer Oral, están relacionadas con un desequilibrio entre organismos bucales y la respuesta del huésped. En algunas oportunidades, las respuestas del huésped hacia algunos microorganismos, como por ejemplo la liberación de enzimas hidrolíticas, son las causantes, en forma indirecta, del daño tisular (Por ejemplo en la patogenia de la enfermedad periodontal). Otro grupo de enfermedades orales, son aquellas donde los tejidos bucales son el blanco de trastornos de AUTOINMUNIDAD. Muchas son enfermedades muco-cutáneas con lesiones a nivel mucoso y a nivel dérmico, como por ejemplo el LIQUEN ROJO PLANO. Un campo de interés que crece, con rapidez lo constituyen la función de los mecanismos inmunitarios tumorales en la homeostasis bucal y la parte defectuosa en estos mecanismos, tienen una función en la cusa y patogenia de lesiones bucales precancerosas y de cáncer propiamente dicho.1 APLICACIÓN ODONTOLÓGICA BIOILMS DENTALES: La formaciónde “biofilms” es una forma o estrategia en la que los microorganismos colonian el planeta y la mayoría de las superficies. Se trata de comunidad de microorganismos caracterizada por células irreversiblemente unidas a un sustrato o interfaz, embebidas en una matriz extracelular de sustancias polimerizadas por ellas y que exhiben un fenotipo alterado con respecto al índice de crecimiento y transcripción de genes. Candidiasis Oral Enfermedad Periodontal UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ Se encuentran compuestos por colonias bacterianas heterogéneas, con diversidad génica que mantienen una compleja interacción (quorum sensing), a través de un sistema circulatorio primitivo manteniendo un gradiente de concentraciones de diversas sustancias. Etapas de formación: 1) 0hs : Adhesión: colonización inicial 2) 8hs: Proliferación: formación de matriz 3) 11 hs: formaciónde microcolonias: uniones irreversibles. 4) 48 hs: estructura de BIOFILMS maduro(con sistema de circulación o canales, y consiguiente liberación de microorganismos en grandes inóculos para colonizaciones a distancia) ¿QUÉ VENTAJAS LE CONFIERE A LA COMUNIDAD BACTERIANA EL CRECIMIENTO EN FORMA DE BIOFILM? ¿QUÉ INTERACCIONES SE PLANTEAN CON SU HOSPEDADOR? La estructura de biofilm, presenta una gran heterogenicidad estructrual , diversidad genética , Complejidad en las interacciones, sistema circulatorio primitivo y gradiente de concentraciones (pH, tensión de oxígeno, concentración de iones, carbono) que confieren a las colonias bacterianas que la componen, gran resistencia a los mecanismos de defensa del huésped por su complejidad y tamaño y a terapéuticas antimicrobianas (muchísimo más resistentes que las bacterias en estado planctónico) Interacciona con su hospedador en procesos infecciosos dependientes el estado inmunológico del huésped, la flora bacteriana normal, edad, y además, juegan un papel importante en esta interacción las condiciones relacionadas con los microorganismos : adherencia, colonización ,patógenos estrictos y oportunistas, cantidad de inóculo y factores de virulencia. Existen condiciones que favorecen su colonización (tal es el ejemplo en la cavidad bucal) al encontrarse con situaciones propicias para su adherencia, retención, potenciales de oxido-reducción, interacciones nutricionales, etc; que se potencian con los mecanismos de virulencia propios de los microorganismos. Sin embargo, el huésped posee mecanismos de defensa que en algunas situaciones pueden llegar a contrarrestar los que favorecen la colonización; como por ejemplo el flujo salival, el flujo salival y la masticación, la descamación de los epitelios orales, factores antimicrobianos del huésped, etc. UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ TRASPLANTES TIPOS DE TRASPLANTES SEGÚN ORIGEN DEL INJERTO Y NATURALEZA DEL RECEPTOR: • Autólogo: Trasplante entre diferentes partes anatómicas de un mismo individuo. • Singénico: Trasplante entre individuos genéticamente idénticos de una misma especie. • Alogénico: Trasplante entre individuos genéticamente diferentes de la misma especie. • Xenogénico: Trasplante entre individuos de especies genéticamente diferentes. APLICACIÓN ODONTOLÓGICA: IMPLANTE DENTAL Un implante dental es una estructura de titanio cilíndrica/cónica, que se instaura en los maxilares mediante un procedimiento quirúrgico. La finalidad de su colocación es el reemplazo de porciones radiculares ausentes para su posterior rehabilitación coronaria e inclusión en la oclusión con propiedades funcionales y estructurales similares a la pieza dentaria perdida. Antes de su implantación, se requieren procesos preparación del lecho óseo receptor, para su posterior osteointegración. Este último proceso, consiste en la retención del implante mediante el contacto directo con las células óseas viables con consecuente integración del dispositivo al hueso alveolar sin desarrollar un ligamento periodontal intermedio. Difiere de un trasplante ya que no hay relación entre un donante y receptor, siendo la osteointegracion el medio por el cual el implante se integra al hueso a través de un proceso biológico- celular. SISTEMA INMUNE Y CÉLULAS TUMORALES El sistema inmune es capaz de controlar y eliminar la aparición de células tumorales mediante la acción de: INMUNIDAD INNATA: - Celulas NK: producen citotoxicidad de celulas tumorales con baja expresion de MHC-1 - Macrófagos y células detríticas: producen fagocitosis mediada por Ac y citocinas (TNF) INMUNIDAD ADAPTATIVA: - LTCD8: producen citotoxicidad de células tumorales con expresión anormal de MHC-1 - Anticuerpos: producen citotoxicidad mediada por complemento. La presencia del tumor y de antígenos tumorales inicia la liberación de señales de peligro (alarminas, INF ). Estas señales causan la activación y maduración de células que presentan Ags a los LTCD8 y LTCD4. Los linfocitos activados LTCD8 junto con la ayuda de LTCD4 activados destruyen las células tumorales mediante citotoxicidad directa. UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ ¿POR QUÉ ENTONCES EL CÁNCER SE EXPRESA CLINICAMENTE? El cáncer llega a manifestarse clínicamente por una exacerbada proliferación de células mutadas (transformadas) tumorales, pérdida de control del ciclo celular y apoptosis (dando clones de células de expansión indefinida), escape a la comunicación intercelular normal, perdida de adhesión, y evasión del sistema inmune por ser células mutadas no reconocibles. Finalmente, las células sufren inestabilidad genómica lo cual permite su evolución a fenotipos agresivos y resistentes. ¿CUÁLES SON LAS ESTRATEGIAS DE CÉLULAS CANCERÍGENAS PARA LOGRAR DE EVASIÓN DEL SISTEMA INMUNE? - Baja inmunogenicidad - Modulación de los niveles antigénicos - Inmunosupresión por células del tumor: producción de inmunosupresores por las células tumorales (TGF, IL-10, PG, GAL-1) -Endocitosis de antígenos propios de células transformadas para no ser reconocidos por macrófagos. -Generación de LT reguladores o células mieloides supresoras con subsiguiente producción de inmunosupresores. TRATAMIENTOS DEL CÁNCER: NUEVA GENERACIÓN EN RELACION CON SISTEMA INMUNE Existen diversas estrategias terapéuticas actuales, dentro de las cuales se encuentran: - Procedimientos quirúrgicos. - Radioterapia - Quimioterapia - Terapia génica - Terapia blanco dirigida LA INMUNOTERAPIA: estrategia para combatir el cáncer en el cual el sistema inmune es estimulado a luchar contra el tumor, de esta manera aumenta la inmunogenicidad tumoral y/o la respuesta anti tumor, se disminuye los factores que suprimen la respuesta inmune anti – tumor o se inhiben moléculas co-estimulantes inhibitorias del sistema inmune. Actualmente existen dos tipos de inmunización: - Requiere un sistema inmune activo (o activable) en el paciente - Estimulación del sistema inmune con citocinas o vacunas para producir anticuerpos o activar Li T específicos - Las vacunas pueden ser profilácticas (preventivas) o terapéuticas - No requiere un sistema inmune activo (o activable) en el paciente - Administración al paciente de anticuerpos o células inmunes terapéuticas preformadas - Ejemplos: Anticuerpos monoclonales contra TAAs, LAKs, etc. UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ El presente y futuro de las inmunoterapias se fundamenta en el estudio personalizado de los mecanismos que utiliza el tumor para evadir el sistema inmunológico y ensayar el bloqueo de estas vías inhibitorias como combinación con moléculas ya descriptas u otras estrategias antitumorales como terapias blanco, quimioterapia, radioterapia y terapia anti-angiogénica.
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