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UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CATEDRA DE FISIOLOGIA 3: SANGRE – GLOBULOS BLANCOS INMUNIDAD INNATA PROF. ASISTENTE: MOINE LORENA UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ UNIDAD 2: GENERALIDADES DE SANGRE – GLOBULOS BLANCOS – INMUNIDAD INNATA OBJETIVOS Analizar el sistema inmunitario; componentes, función y regulación. Analizar las características de la inmunidad innata. Establecer semejanzas y diferencias entre la respuesta inmunitaria sistémica y la del sistema estomatognático. CONTENIDOS Glóbulos blancos: Origen. Concentración. Variaciones fisiológicas. Inmunidad: Inmunidad innata: Barreras físicas, químicas y biológicas. Inflamación: componentes celulares y humorales. Pruebas clínicas: Recuento globular. Formula leucocitaria absoluta y relativa. Eritrosedimentación: Fundamentos. Valores normales. Importancia clínica. INTRODUCCIÓN: Mantener la homeostasis del organismo exige un combate continuo contra agentes nocivos de nuestro medio interno y el medio externo. Pese a la constante exposición a una amplia variedad de patógenos como bacterias, virus y hongos la mayoría de las personas permanecen sanas. Además, la superficie corporal también tolera golpes, cortes, exposición a rayos UV, toxicos químicos y quemaduras menores para lo cual cuenta con diversas técnicas de defensa involucradas en el Sistema Inmune. La función fisiológica del sistema inmune entonces, es la defensa contra los componentes de los microbios, macromoléculas, proteínas, polisacáridos, y pequeños químicos que se reconocen como extraños, independientemente de las consecuencias fisiológicas o patológicas de dicha reacción. En algunas situaciones, incluso las moléculas propias pueden provocar respuestas inmunitarias (las llamadas respuestas autoinmunes). El sistema inmunitario esta formado por dos componentes principales: 1) Células que proporcionan respuestas inmunitarias 2) Órganos tejidos linfoides En cuanto a las células del sistema inmunitario, las principales son los leucocitos o glóbulos blancos, cuya función principal es combatir a los patógenos que ingresan a los tejidos corporales. GENERALIDADES DE GLOBULOS BLANCOS O LEUCOCITOS A diferencia de los eritrocitos, los glúbulos blancos poseen nucleos y otros orgánulos , pero no contienen hemoglobina. Son mucho menos numerosos (5000-10.000 células por µL de sangre) y solamente pueden ser observados bajo el microscopio cuando son teñidos con colorantes específicos. UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ Existen cinco tipos de leucocitos que se agrupan en dos categorías: granulocitos y agranulocitos. Granulocitos: contienen en su interior vesículas con contenido químico agrupadas en granulos. Los leucocitos de este tipo se diferencian en base a la tinción de sus gránulos a saber: EOSINOFILO: tiene apetencia por la eosina, se tiñen rojo-anaranjado; y su núcleo tiene dos lobulos bien definidos. Funcionalmente son encargados de destruir parásitos que ingresan a tejidos corporales liberando sustancias toxicas. También contribuyen en reacciones alérgicas. BASOFILO: se tiñen azul violáceo con colorante alcalino , los granulos ocultan el núcleo el cual tiene forma de letra “S”. Liberan sustancias químicas incluidas la histamina, leucotrienos y prostaglandinas. Promueven la inflamación y participan en respuestas alérgicas. NEUTROFILO: son neutrales, osea que tienen poca afinidad por colorantes acidos como la eosina o alcalinos; se tiñen escasamente con un color lila pálido. Si nucleo cuando la celula es joven tiene forma de varilla, y al madurar se lobula en 2-5 lobulos; es por ello que también se los denomina polimorfonucleares PMN. Actuan como fagocitos (participan en la fagocitosis, proceso por el que se engloban y destruyen microbios y restos celulares), son los que responden con mayor rapidez a la invasión tisular de bacterias. Agranulocitos: no poseen gránulos citoplasmáticos prominentes. En este grupo están i ncluidos: MONOCITOS: son mas voluminosos que los linfocitos, y tienen nucleo con forma de herradura. Viajan hacia sitios tisulares de infección , aumentan de tamaño y se diferencian a macrófagos. Existen macrófagos circulantes, y macrófagos fijos que se encuentran instalados en tejidos con el fin de defenderlos actuando como guardia local. Ej.: Encéfalo: microglia: Higado: Kuppfer Pulmones: macrófagos alveolares Tejidos: histiocitos. LINFOCITOS: tienen nucleos circulares y grandes, rodeados de una fina capa de citoplasma. Son los principales soldados en los combates del sistema inmunitario. Tipos: Celulas B: Se diferencian en células especializadas (plasmocitos) que producen anticuerpos: proteínas que inactivan sustancias extrañas, por ejemplo microbios. Celulas T (helper y citotóxicos): T Helper: estimulan la proliferación de células B y células T. Ayuda a responder a sustancias extrañas que invaden el organismo. T Citotóxicas – Natural Killer: destruyen las células corporales infectadas (por virus) y las células cancerosas. También pueden destruir células extrañas de trasplantes tisulares. UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ Uno de los métodos de detruccion es crear perforaciones en membranas de células diana (mediante enzimas llamadas perforinas) que provocan estallido celular. Muchos linfocitos, migran hacia los tejidos conformando un transmigrado linfocitario entre espacios intercelulares, en zonas de inflamación: ej.: EPITELIO DE UNION DE PERIODONTO DE PROTECCION (GINGIVA se encuentra en constante inflamación sub-clínica) VALORES NORMALES DE LEUCOCITOS EN SANGRE: FORMULA LEUCOCITARIA RELATIVA (PORCENTAJE) NEUTRÓFILOS 50-70% EOSINÓFILOS 1-4% BASÓFILOS <1% LINFOCITOS 20-40% MONOCITOS 2-8% Nro de Leucocitos en sangre: 4.000-11.000 /mm3 UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ ORGANOS Y TEJIDOS LINFOIDES Los linfocitos se encuentran en constante circulación con el fin de interceptar posibles infecciones o agresiones tisulares. El resto de los NO circulantes, se encuentra almacenado en tejidos u órganos linfoides Los órganos y tejidos linfoides son estructuras en as que los linfocitos maduran, residen y l levan a cabo las respuestas inmunitarias. Según sus funciones, se dividen en órganos linfoides primarios donde se dividen y desarrollan las células madre en B y T maduras: estos son la médula ósea y el timo. En la medula osea, las células B se terminan de desarrollar, y las células T, llegan al estadio de células pre-T, las cuales migran al timo y se convierten en células T maduras. Una vez desarrolladas pueden migrar a órganos linfoides secundarios donde se desarrollan la mayoría de las respuestas inmunitarias. Estos son: ganglios linfáticos, bazo, y nódulos linfoides. TIMO: es un órgano bilobulado localizado justo encima del corazón . En el maduran las ccélulas T. Ademas tiene células como macrófagos, células dendríticas y células epiteliales. Tiene una función accesoria que es la producción de timosina y timopoyetina que promueven la función normal de las células T en órganos y tejidos linfoides.También tienen la función de retraso en el proceso de envejecimiento. El timo presenta cambios en cuanto a su tamaño a lo largo de la vida. En lactantes presenta un volumen importante, de aproximadamente 70gr; mas tarde en la pubertad comienza a disminuir el tejido funcional siendo éste reemplazado por tejido adiposo paulatinamente, hasta alcanzar un peso de 3gr en edades adultas. GANGLIOS LINFATICOS: son del tamaño de un frijol y se encuentran dispuestos a lo largo de los vasos lifaticos., distribuidos en todo el organismo formando pequeños grupos. Existen grandes cúmulos en cuello, axilas, ingle y en proximidad de glándulas mamarias. Dentro de los ganglios hay linfocitos, macrófagos y células linfáticas los cuales se encargan de filtrar micoorganismos y sustancias extrañas de la linfa. BAZO: es el órgano linfoide de mayor tamaño, contiene células tales como linfocitos, macrófagos (ej, implicados en el catabolismo de eritrocitos) y células dendríticas. A medida que la sangre circula a través del mismo, las células T y B generan respuestas inmunitarias. UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ NODULOS LINFOIDES: son masas de tejido linfoide no rodeadas con cápsula, en ellos hay acumulos de linfocitos, macrófagos y células dendríticas. Se encuentran abundantemente cercanos a órganos digestivos, vías urinarias y aparato reproductor y vías respiratorias. ej.: amígdalas: se encuentran ubicadas estratégicamente para atacar microorganismos inhalados o ingeridos. placas de Peyer: en tubo digestivo cercanas a apéndice e intestino grueso que atacan bacterias filtradas durante la digestión. UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ PRODUCCION DE LEUCOCITOS: Su formación se conoce como LEUCOPOYESIS, donde las células madres hematopoyéticas pluripotentes evolucionan hacia células madre MIELOIDES Y LINFOIDES. Las MIELOIDES dan origen a GRANULOCITOS Y MONOCITOS, las LINFOIDES originan hacia LINFOCITOS. Una vez que están formados, los leucocitos entran en el torrente sanguíneo y luego son transportados hacia las áreas de infección o lesión. En cuanto a la vida media de los mismos, pueden vivir meses o años en cuarpos saludables, sin embargo la mayoría viven pocos días debido a que los fagocitos solo pueden ingerir cierta cantidad de material antes de que se interrumpan las actividades metabólicas de las células. Durante la infección, los fagocitos solo pueden vivir unas pocas horas. UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ INMUNIDAD INNATA La defensa contra los microbios está mediada por las reacciones tempranas de la inmunidad denominadas innatas y las respuestas posteriores dadas por la inmunidad adaptativa. Inmunidad innata (también llamada inmunidad natural o nativa o inespecífica) proporciona la PRIMERA LÍNEA DE DEFENSA contra los microbios. Consiste en mecanismos de defensa celulares y bioquímicos que están en su lugar incluso antes de la infección y están preparados para responder rápidamente a las infecciones. Estos mecanismos reaccionan a productos de microbios y células lesionadas, y responden esencialmente de la misma manera a exposiciones repetidas. Los mecanismos de inmunidad innata son específicos para estructuras que son comunes a grupos de microbios relacionados y pueden no distinguir diferencias finas entre mi crobios. Los principales mecanismos reactivos de la misma son: la inflamación y la respuesta antiviral. Inflamación es el proceso de reclutamiento de leucocitos y proteínas plasmáticas de la sangre, su acumulación en los tejidos y su activación para destruir los microbios. Muchas de estas reacciones involucran citocinas producidas por células dendríticas, macrófagos y otros tipos de células durante las reacciones inmunes innatas. Los principales leucocitos que se reclutan en la inflamación son los fagocitos, los neutrófilos (que tienen una vida útil corta en los tejidos) y los monocitos (que se convierten en macrófagos de los tejidos). Los fagocitos ingieren microbios y células muertas y los destruyen en las vesículas intracelulares. La defensa antiviral consiste en una reacción mediada por citocinas en la que las células adquieren resistencia a la infección viral y la destrucción de células infectadas por virus por células especializadas del sistema inmune innato, células asesinas naturales (NK). “La inmunidad innata estimula las respuestas inmunes adaptativas y puede influir en la naturaleza de las respuestas adaptativas para que sean óptimamente efectivas contra diferentes tipos de microbios”. Por lo tanto, la inmunidad innata no solo cumple funciones defensivas temprano después de la infección, sino que también proporciona las señales de peligro que alertan al sistema inmunitario adaptativo para que responda UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ COMPONENTES DE LA INMUNIDAD INNATA Los componentes principales de la inmunidad innata son: (1) BARRERAS físicas y químicas, como epitelios y productos químicos antimicrobianos producidos en las superficies epiteliales; (2) Factores CELULARES: células fagocíticas (neutrófilos, macrófagos), células dendríticas y células asesinas naturales (NK) (3) factores HUMORALES: proteínas sanguíneas: interferones, complemento, proteínas antimicrobianas, citosinas proinfamatorias, etc. RECONOCIMIENTO DE MICROBIOS O TEJIDO DAÑADO POR EL SISTEMA INMUNE INNATO La respuesta inmune innata se activa mediante el reconocimiento de un conjunto relativamente limitado de estructuras moleculares que son productos de microbios o se expresan por células huésped lesionadas o muertas. Aquí es donde cobra importancia fundamental introducir el término de COMPLEJO MAYOR DE HISTOCOMPATIBILIDAD. ¿Qué ES EL COMPLEJO MAYOR DE HISTOCOMPATIBILIDAD? (MHC) El complejo mayor de histocompatibilidad es un conjunto de moléculas codificadas por la expresión de una serie de genes que permiten reconocer lo propio de lo extraño. Participa tanto en la inmunidad innata como en la adquirida. Las moléculas de MHC, se encuentran codificados en el brazo corto del cromosoma 6 de los seres humanos. Se trata de más de 200 genes que pueden contener polialelismo (variantes en cada uno de ellos) Las moléculas son expuestas en las superficies de las células y pueden ser de tipo I, II, III UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ MHC TIPO I Son moléculas de membrana que se encargan de presentar moléculas propias, para que cuando las células del sistema inmune las reconozcan las detecten como propias y no las ataquen. Está presente en todas las células nucleadas del organismo (menos glóbulos rojos que carecen de núcleo y tienen el sistema ABO para el reconocimiento) Las células del organismo, poseen un sistema intracelular, el cual se encarga de procesar mediante canales intracelulares denominados proteosomas, proteínas citosólicas con el fin de dar como resultado péptidos endógenos, los cuales ingresarán a los retículosendoplasmàticos y se acoplarán con moléculas de MHCI. Una vez cargado, se trasporta hacia el complejo de Golgi donde se obtiene una vesícula de secreción que tiene una proteína transmembrana de MHCI cargada del péptido. Esta vesícula de transporte se une a la membrana plasmática, de modo que se expone como de péptido antigénico propio reconocido como tal para no ser atacado por el sistema inmune. En otras palabras, las moléculas ancladas a la membrana con el sistema MHCI, genera una presentación ENDOGENA al sistema inmune. UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ MHC II Esta molécula realiza presentación EXÓGENA de moléculas extrañas. Solamente ocurre en células presentadoras de antígenos, leucocitos fagociticos como macrófagos, neutrófilos, células dendríticas y en algunos casos en Linfocitos B. Una vez que una célula presentadora de antígenos comienza la fagocitosis de un micoorganismo o partícula exógena extraña, obtenemos un fagosoma donde se encuentra la bacteria, el cual se une a un lisosoma que posee en su interior las enzimas proteolíticas, formando un fagolisoma. Este producto antigénico obtenido de la lisis del microorganismo, se une a en la vesícula de secreción, y se acopla a la molécula de HCII. Se ancla a la membrana plasmática, mostrando al péptido reconocido como antígeno extraño el cual será interceptado por el resto de las células del sistema inmune y consecuentemente atacado. MHC III Las de tipo III se encuentran íntimamente relacionadas con el sistema inmune ya que expresa citosinas, encargadas del reclutamiento celular pro inflamatorio, comunicación intercelular y proteínas del sistemas de complemento. Ósea que son moléculas solubles. UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ ¿CUÁLES SON AQUELLAS ESTRUCTURAS ANTIGÉNICAS QUE RECONOCE EL SISTEMA INMUNE INNATO? El sistema inmune innato reconoce las estructuras moleculares producidas por los patógenos microbianos . Las sustancias microbianas que estimulan la inmunidad innata a menudo son compartidas por clases de microbios y se denominan patrones moleculares asociados a patógenos (PAMP) . Los diferentes tipos de microbios (p. Ej., Virus, bacterias gramnegativas, bacterias grampositivas, hongos) expresan diferentes PAMP. Estas estructuras incluyen: ácidos nucleicos que son exclusivos de los microbios, como el ARN bicatenario que se encuentra en los virus replicantes y las secuencias de ADN en las bacterias; y lípidos y carbohidratos complejos que son sintetizados por microbios pero no por células de mamíferos, como lipopolisacárido (LPS) en bacterias gramnegativas, ácido lipoteicoico en bacterias. Mientras que el sistema inmunitario innato ha evolucionado para reconocer solo un número limitado de moléculas que son exclusivas de los microbios, el sistema inmunitario adaptativo es capaz de reconocer muchas sustancias extrañas más diversas, sean o no productos de microbios. El sistema inmune innato también reconoce moléculas endógenas que son producidas o liberadas por células dañadas y moribundas . Estas sustancias se denominan patrones moleculares asociados al daño (DAMP) Los DAMP se pueden producir como resultado del daño celular causado por infecciones, pero también pueden indicar daño estéril a las células causado por cualquiera de las miles de razones, como toxinas químicas, quemaduras, traumatismos o disminución del suministro de sangre. ¿CUÁLES SON LOS RECEPTORES QUE POSEE EN SISTEMA INMUNE CAPACES DE RECONOCER MOLECULAS PAMP O DAMP? Receptores TIPO TOLL (Toll like receptor) Los receptores tipo Toll (TLR) son una familia conservada evolutivamente de receptores de reconocimiento de patrones expresados en muchos tipos de células que reconocen productos de una amplia variedad de microbios, así como moléculas expresadas o liberadas por células estresadas y moribundas. Ejemplos de productos bacterianos que se unen a TLR son LPS y ácido lipoteicoico, que son constituyentes de las paredes celulares de las bacterias gramnegativas y gramnegativas, respectivamente, y flagellina, el componente de la subunidad proteica de los flagelos de las bacterias móviles. Receptores Citosólicos para PAMP y DAMP Además de los TLR unidos a la membrana, que detectan los patógenos fuera de las células o en los endosomas. El sistema inmune innato ha evolucionado para equipar a las células con receptores de reconocimiento de patrones que detectan infección o daño celular en el citosol. Estos receptores citosólicos, similares a los TLR, están vinculados a las vías de transducción de señales que promueven la inflamación o la producción de interferón tipo I. UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ La capacidad del sistema inmune innato para detectar infecciones en el citosol es importante porque algunas partes de los ciclos de vida normales de algunos microbios, como la traducción génica viral y el ensamblaje de partículas virales, tienen lugar en el citosol. Además,algunos microbios pueden producir toxinas que crean poros en las membranas plasmáticas de la célula huésped, incluidas las membranas endosómicas, a través de las cuales las moléculas microbianas pueden ingresar al citosol. UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ PUESTA EN MARCHA DEL SISTEMA INMUNE INNATO: 1. La primera línea de defensa del organismo ante el ingreso de un agente nocivo, son las BARRERAS FISICAS Y QUIMICAS EXTERNAS DEL CUERPO. BARRERAS EPITELIALES Las superficies epiteliales intactas forman barreras físicas entre los microbios en el ambiente externo y el tejido del huésped, y las células epiteliales producen químicos antimicrobianos que impiden aún más la entrada de microbios. Las principales interfaces entre el medio ambiente y el huésped mamífero son la piel y las superficies mucosas de los tractos gastrointestinal, respiratorio y genitourinario. Estas interfaces están revestidas por capas continuas de células epiteliales especializadas que cumplen muchas funciones fisiológicas, incluida la prevención de la entrada de microbios. La pérdida de la integridad de estas capas epiteliales por trauma u otras razones predispone a un individuo a infecciones. La función protectora de los epitelios de barrera es en gran parte física. Las células epiteliales forman uniones estrechas entre sí, bloqueando el paso de microbios entre las células. La capa externa de queratina, que se acumula a medida que mueren los queratinocitos en la superficie de la piel, sirve para bloquear la penetración microbiana en las capas más profundas de la epidermis. El moco, una secreción viscosa que contiene glucoproteínas llamadas mucinas, es producida por las células epiteliales respiratorias, gastrointestinales y urogenitales y deteriora físicamente la invasión microbiana. La función de estas barreras se ve reforzada por la acción ciliar en el árbol bronquial y el peristaltismo en el intestino, lo que facilita la eliminación de microbios. UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ Aunque estas propiedades físicas por sí solas son muy importantes en la defensa del huésped, otros mecanismos de defensa epitelial han evolucionado para complementar la barrera mecánica.Las células epiteliales, así como algunos leucocitos, producen péptidos que tienen propiedades antimicrobianas, además, los epitelios de barrera contienen ciertos tipos de linfocitos, incluidos los linfocitos T intraepiteliales, que reconocen y responden a los microbios que se encuentran comúnmente. Los linfocitos T intraepiteliales están presentes en la epidermis de la piel y en los epitelios de la mucosa. Varios subconjuntos de linfocitos intraepiteliales están presentes en diferentes proporciones, dependiendo de la especie y la ubicación del tejido.(ej.: epitelio de unión de periodonto de protección) UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ 2. En el caso de que las barreras físicas-quimicas sean atravesadas, se encuentran con la SEGUNDA LINEA DE DEFENSA que consta de SUSTANCIAS ANTIMICROBIANAS, CÉLULAS NATURAL KILLER, CÉLULAS FAGOCITICAS E INFLAMACIÓN: SUSTANCIAS ANTIMICROBIANAS: Existen 4 tipos de sustancias: los interferones, complemento, proteínas de unión al hierro, y proteínas antimicrobianas. Interferón: las células infectadas por virus liberan moléculas denominadas interferones, que difunden hacia células vecinas no infectadas donde inducen la génesis de proteínas antivirales que interfieren en la replicación viral. Si bien no evitan el ingreso viral a otras células, detienen su multiplicación. A su vez, el interferón activa células natural killer y T citotóxicas que destruyen células corporales infectadas y noplásicas malignas (cancerosas). Existen tres tipos de interferón: alfa, beta y gamma. Sistema de complemento: El sistema del complemento consiste en varias proteínas plasmáticas (alrededor de 30 diferentes sintetizadas por el hígado) que trabajan juntas para opsonizar microbios, promover el reclutamiento de fagocitos en el sitio de infección y, en algunos casos, matar directamente a los microbios. La mayoría de las moléculas del complemento se designan con una letra C mayúscula y un número por ejemplo C1. En algunos casos también se acompaña con una letra minúscula, ej: C3a. La activación del complemento involucra cascadas proteolíticas en las que una enzima precursora inactiva, llamada zimógeno, se altera para convertirse en una proteasa activa que escinde y por lo tanto induce la actividad proteolítica de la próxima proteína del complemento en la cascada. Las cascadas enzimáticas resultan en una tremenda amplificación de la cantidad de productos proteolíticos que se generan. Estos productos realizan las funciones efectoras del sistema del complemento. Además del sistema del complemento, otras cascadas proteolíticas médicamente importantes incluyen las vías de coagulación sanguínea El sistema de complemento puede activarse de dos formas: La vía clásica , se inicia cuando se unen anticuerpos a antígenos (sustancias extrañas), siendo este complejo el factor activador del sistema de complemento. Forma parte del sistema inmune adaptativo que desarrollaremos en la próxima unidad. UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ La vía alternativa , no involucra anticuerpos, es iniciada entre la interacción con moléculas de hidratos de carbono presentes en la superficie de microorganismos y ciertas proteínas del complemento. Es un tipo de respuesta innata. Una vez activadas estas proteínas se incrementan ciertas reacciones inmunitarias, como formación de complejos de ataque a la membrana que se acoplan a la membrana plasmática de los microbios. Los complejos de ataque a la membrana, crea canales o perforaciones que generan citólisis (estallido celular) debido al ingreso de líquido al interior celular. Otro mecanismo inmunitario es la generación de opsoninas (señalización celular) que revisten la superficie de los microorganismos, aumentando la fagocitosis. Además, ciertos componentes del sistema, se unen a mastocitos, generando la liberación de histamina, y como consecuencia aumenta la permeabilidad vascular favoreciendo el proceso inflamatorio. Proteínas de unión al hierro: poseen un efecto bacteriostático, ya que inhiben el crecimiento de algunas bacterias reduciendo el suministro de hierro. Ej.: transferrina(sangre) , lactoferrina (leche, saliva, moco), ferritina (hígado, bazo, medula osea), hemoglobina (eritrocitos). Proteinas antimicrobianas: péptidos producidos por glándulas sudoríparas (dermicidina), neutrófilos, macrófagos y epitelios (defensinas), y plaquetas (trombocidina), destruyen patógenos y atraen células dendríticas y mastocitos. CÉLULAS NATURAL KILLER Causan la destrucción inespecíficas de células corporales infectadas y células cancerígenas. La unión de estas células a una célula diana, causa la liberación de sustancias tóxicas provenientes de sus gránulos intracelulares. Algunos de estos gránulos liberan perforinas que crea canales en la membrana de células diana, lo cual provoca una fuga del liquido intracelular generando citolisis. Otros gránulos de las NK, liberan granzinas¸que ingresan por los canales provocados por las perforinas, e inducen apoptosis (muerte celular programada de la celula diana). Destruye por ende las células infectadas pero NO los microorganismos de su interior ni los liberados, los cuales más tarde serán englobados y destruidos por fagocitos. Otra función importante de las NK, es producir INTERFERON- γ , que activa los macrófagos para destruir los microbios fagocitados. CÉLULAS FAGOCITICAS Cumplen la función de endocitosis (incorporar al interior celular) de partículas solidas de gran tamaño como microbios y restos celulares los cuales so englobados y destruidos. UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ Los tipos celulares de fagocitos son los NEUTROFILOS Y LOS MACROFAGOS (monocitos circulantes que migran hacia tejidos transformándose en macrófagos). Estas células son reclutadas hacia zonas de infección. El mecanismo de fagocitosis es fundamental en la inmunidad innata, sin embargo reviste gran importancia durante la estimulación de respuestas adaptativas. FASES DE LA FAGOCITOSIS: 1) ADHERENCIA: unión de fagocito a microoganismo. La misma se ve incrementada por la presencia de opsoninas (incorporadas durante el accionar del sistema de complemento). 2) INGESTION: la membrana plasmática del fagocito, extiende proyecciones denominadas pseudópodos que engloban rodeando la partícula antigénica generando la incorporación de la misma al interior celular, ósea ingiriéndola. Esto es posible ya que los pseudopodos se fusionan en sus extremos generando una especie de organela llamada FAGOSOMA. 3) DIGESTION: el fagosoma ingresa al citoplasma y se fusiona con los LISOSOMAS, los cuales poseen en su interior enzimas proteolíticas que generan la destrucción del microoganismo mediante estallido oxidativo. Cuando el fagosoma y el lisosoma se unen, forman un complejo llamado FAGOLISOSOMA. 4) DESTRUCCION: el ataque químico de todas las enzimas y antioxidantes presentes en el fagolisosoma destruyen los microoganismos. INFLAMACION Una forma importante por la cual el sistema inmune innato se ocupa de las infecciones y las lesiones tisulares es estimular la inflamación aguda, que es la acumulación de leucocitos, proteínas plasmáticas y líquido derivado de la sangre en un sitio de infección o lesión en el tejido extravascular. Los cuatro signos y síntomas característicos de la inflamación son: rubor (eritema), calor, tumor (edema), y dolor. La inflamación también puede generar laperdida de función de la zona lesionada. La función de la misma es intentar eliminar microbios toxinas o material extraño del sitio de lesión, evitar la propagación a tejidos y preparar la zona para la restauración tisular para restablecer la homeostasis. UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ La inflamación al pertenecer al sistema inmune innato, es una respuesta inespecífica que genera los mismos resultados ya sea ante el ingreso de un virus, bacteria, hongo, quemadura, lesión tisular, etc. TIENE TRES ETAPAS BASICAS: 1. Vasolilatación y aumento de la permeabilidad de los vasos sanguíneos (lo que provoca el cambio evidenciable del rubor o eritema) 2. Emigración de fagocitos hacia el tejido lesionado 3. Reparacion tisular. 1. VASODILATACION Y AUMENTO DE PERMEABILIDAD DE VASOS Este fenómeno permite la extravasación de productos circulantes como anticuerpos, factores de coagulación, citosinas proinflamatorias, etc. El aumento en el diámetro de arteriolas es posible gracias a la acción de: HISTAMIAS: liberadas por basófilos, plaquetas y mastocitos. PROSTAGLANDINAS: derivadas de la cascada del ácido araquidónico, son proinflamatorias y reclutan fagocitos. LEUCOTRIENOS: también derivadas de la cascada del acido araquidónico, aumentan permeabilidad y son quimioatractantes de fagocitos. COMPLEMENTO: algunos componentes de este sistema estimulan la liberación de histamina, son quimioatractantes y estimulan la fagocitosis. Este fenómeno además de generar rubor, provoca secundariamente tumor o edema debido a la extravasación de componentes intravasculares hacia la zona del daño tisular. Además, el aumento en la circulación local genera un aumento en la temperatura que se objetiva como calor. El dolor es generado debido a que las sustancias químicas toxicas liberadas por los microorganismos irritan terminaciones nerviosas. Es importante recalcar, que todos estos cambios son inducidos por citocinas y mediadores de moléculas pequeñas inicialmente derivados de células residentes en el tejido, como mastocitos, macrófagos y células endoteliales, en respuesta a la estimulación PAMP o DAMP. CITOCINAS PROINFLAMATORIAS Una de las primeras respuestas del sistema inmune innato a la infección y al daño tisular es la secreción de citocinas por las células tisulares, que es fundamental para la respuesta inflamatoria aguda. Citocina Fuente de celda principal Principales objetivos celulares y efectos biológicos Factor de necrosis tumoral (TNF) Macrófagos, células T Células endoteliales: activación (inflamación, coagulación) Neutrófilos: activación Hipotálamo: fiebre Músculo, grasa: catabolismo (caquexia) Muchos tipos de células: apoptosis UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ 2. RECLUTAMIENTO DE FAGOCITOS: Los leucocitos y las proteínas plasmáticas normalmente circulan en la sangre y son reclutados a sitios de infección y lesión, donde realizan diversas funciones efectoras que sirven para matar microbios y comenzar a reparar el daño tisular. Por lo general, el leucocito más abundante que se recluta de la sangre a los sitios inflamatorios agudos es el neutrófilo, pero los monocitos sanguíneos, que se convierten en macrófagos en el tejido, son cada vez más prominentes con el tiempo y pueden ser la población dominante en algunas reacciones. La emigración de fagocitos comprende tres pasos: MARGINACIÓN, DIAPÉDESIS Y QUIMIOTAXIS. Interleucina-1 (IL-1) Macrófagos, células endoteliales, algunas células epiteliales. Células endoteliales: activación (inflamación, coagulación) Hipotálamo: fiebre Hígado: síntesis de proteínas de fase aguda Células T: diferenciación de T H 17 Quimiocinas (ver Tabla 3-2 ) Macrófagos, células endoteliales, células T, fibroblastos, plaquetas. Leucocitos: quimiotaxis, activación; migración a tejidos Interleucina-12 (IL- 12) Macrófagos, células dendríticas. Células T: diferenciación T H 1 Células NK y células T: síntesis de IFN- γ , aumento de la actividad citotóxica Interferones tipo I (IFN- α , IFN- β ) IFN- α : macrófagos, células dendríticas plasmacitoides IFN- β : fibroblastos Todas las células: estado antiviral, aumento de la expresión de MHC de clase I Células NK: activación Interleucina-10 (IL- 10) Macrófagos, células T (principalmente células T reguladoras) Macrófagos, células dendríticas: inhibición de la producción de IL-12 y expresión de coestimuladores y moléculas de MHC de clase II Interleucina-6 (IL-6) Macrófagos, células endoteliales, células T Hígado: síntesis de proteínas de fase aguda Células B: proliferación de células productoras de anticuerpos Células T: diferenciación de T H 17 https://studentconsult.inkling.com/read/cellular-molecular-immunology-abbas-8/chapter-3/chemokines-and-chemokine#7d7627a9c04244d2a73572df1cade59a UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ MARGINACION: los fagocitos se adhieren a la superficie interna del endotelio de los capilares, gracias a la expresión de ciertas moléculas de adhesión (ICAM; ELAM) que promueven la unión o acercamiento entre los leucocitos y la unión de las mismas al endotelio respectivamente. DIAPÉDESIS: Durante el proceso los fagocitos pasan a través de los poros endoteliales para ingresar al liquido intersticial. QUIMIOTAXIS: movimiento de fagocitos estimulado químicamente hacia el sitio de la lesión gracias a todas las citosinas señalizadoras. Los neutrófilos son los primeros fagocitos en aparecer en escena , e intentan en primera instancia destruir microbios invasores. Más tarde, se producen y se liberan desde la médula ósea células adicionales como mas cantidad de neutrófilos, y macrófagos. Los mismos, una vez quimioatraidos, comienzan el proceso de fagocitosis descripto anteriormente. Estimulación de la inmunidad adaptativa La respuesta inmune innata proporciona señales que funcionan en concierto con el antígeno para estimular la proliferación y diferenciación de los linfocitos T y B específicos de antígeno. Como la respuesta inmune innata proporciona la defensa inicial contra los microbios, también pone en marcha la respuesta inmune adaptativa. La activación de los linfocitos requiere dos señales distintas, la primera es el antígeno y la segunda las moléculas que se producen durante las respuestas inmunes innatas a los microbios o las células lesionadas. UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ PRINCIPALES DIFERENCIAS ENTRE INMUNIDAD INNATA Y ADQUIRIDA En contraste con la inmunidad innata, existen otras respuestas inmunes que son estimuladas por la exposición a agentes infecciosos y aumentan en magnitud y capacidades defensivas con cada exposición sucesiva a un microbio particular. Debido a que esta forma de inmunidad se desarrolla como una respuesta a la infección y se adapta a la infección, se llama inmunidad adaptativa (también llamada inmunidad específica o adquirida ). El sistema inmune adaptativo reconoce y reacciona a una gran cantidad de sustancias microbianas y no microbianas. Las características definitorias de la inmunidad adaptativa son la capacidad de distinguir diferentes sustancias, llamadas especificidad , y la capacidad de responder más vigorosamente a exposiciones repetidas al mismo microbio, conocido como memoria. Los componentes únicosde la inmunidad adaptativa son las células llamadas linfocitos y sus productos secretados, como los anticuerpos . Las sustancias extrañas que inducen respuestas inmunes específicas o son reconocidas por linfocitos o anticuerpos se denominan antígenos INMUNIDAD INNATA INMUNIDAD ADAPTATIVA Características y propiedades Constituye la primera línea de defensa contra los patógenos. Actúa de forma rápida y prácticamente idéntica a infecciones repetidas ya que involucra receptores dirigidos contra estructuras comunes y conservadas en microbios. Estos receptores están expresados en todas las células de un mismo tipo celular. Si diversidad es limitada ya que se encuentra codificada en la línea germinal. Otra característica es que no induce memoria Inmunológica, ni tampoco ejerce reactividad ante lo propio. Actúa principalmente mediante tres vías principales con las protege al organismo ante el ingreso de agentes injuriantes: La inflamación, la defensa antivírica, eliminación de células dañadas y el estímulo de la inmunidad adaptativa mediante amplificación y reclutamiento. Tiene como principales componentes, las barreras anatómicas del organismo como la piel y mucosas, las barreras mecánicas como la estrecha unión intercelular, las químicas como las sustancias antimicrobianas producidas por las superficies epiteliales , y barrera microbiológica compuesta por la flora normal que coloniza piel o mucosas. Además, se encuentra dotado de componentes celulares y humorales detallados en el siguiente apartado del cuadro: Características y propiedades Ejerce repuestas inmunitarias estimuladas por la exposición a microorganismos infecciosos que aumentan en magnitud y capacidades defensivas con cada exposición sucesiva a un microbio en particular ya que cada célula desarrolla un receptor específico para cada patógeno. Surge como respuesta a la infección y de adapta a ella, reconociendo gran número de sustancias microbianas y no microbianas. Su diversidad es muy grande ya que los receptores se producen por recombinación somática de segmentos génicos. El SIE posee especificidad ya que distingue múltiples sustancias, y tiene la capacidad de responder a cada nuevo ingreso del mismo agente patógeno con más vigor lo cual se denomina memoria. (para ello requiere de una inducción previa) Posee autotolerancia por lo propio. Respecto a sus componentes efectores, se encuentra dotado elementos celulares y humorales detallados en el siguiente apartado del cuadro: Componentes celulares Componentes celulares UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ Los componentes celulares del sistema inmune innato son: Macrófagos Mastocitos Neutrófilos Eosinófilos Basófilos Natural Killers Células dendríticas Los componentes celulares del sistema inmune adquirido son: Linfocitos T Linfocitos B Participan también las células dendríticas. Componentes Humorales Los componentes humorales del SII son: Sistema de complemento Citoquinas Mediadores de la inflamación Proteínas de fase aguda Interferones Defensinas Componentes Humorales Los componentes humorales del SIA son: principalmente Citoquinas Anticuerpos UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ PRUEBA DE LABORATORIO: ERITROSEDIMENTACION Es una prueba que consiste en medir la velocidad en la que sedimentan (decantan) los glóbulos rojos en el plasma sanguíneo en una determinada medida del tiempo (1 hora) Constituye una medida indirecta del grado de inflamación presente en el organismo. Es una prueba inespecífica sin embargo su elevación es sugestivo de múltiples patologías. FUNDAMENTO: Todo proceso inflamatorio en fase de actividad incrementa el número de proteínas de fase aguda. La presencia de estas proteínas, provoca un cambio en la carga de la superficie de los hematíes que tienden a sedimentar con mayor rapidez. Es una prueba analítica análoga y complementaria a las conocidas como las reactantes de la fase aguda como la PCR, cuya elevación puede significar: inflamación, procesos neoplásicos o degenerativos. Sin embargo, también se encuentra aumentada en casos de diabetes, embarazo, obesidad, etc. Sus valores son variables por varios factores, por lo cual su interpretación debe complementarse con aspectos clínicos y otros factores de laboratorio. ETAPAS DE LA PRUEBA Para la determinación de la VSG se llena el tubo de ensayo, se coloca en un soporte en posición vertical y se realiza la lectura de los mismos. MOMENTOS: 1. Agregación : tendencia de glóbulos a formar agregados 10 minutos. 2. Sedimentación rápida: 45 minutos 3. Concentración: sedimentación del resto de los eritrocitos 5 a 10 minutos Se interpreta observando cuantos milímetros sedimentaros se produjeron en 1 hora. VARIABLES QUE MODIFICAN EL RESULTADO El tamaño y la forma de los glóbulos rojos pueden afectar la velocidad (glóbulos mas pequeños sedimentan más rápido, glóbulos más grandes sedimentan más lento) Factores plasmáticos: los glóbulos rojos tienen en su membrana un potencial eléctrico denominado potencial Z, el cual es negativo e impide que durante la circulación se acerquen y unan, manteniéndolos alejados. Es mantenido gracias al equilibrio de factores UNC – FACULTAD DE ODONTOLOGIA – CÁTEDRA DE FISIOLOGIA – PROF.ASISTENTE: MOINE LORENA __________________________________________________________________________________________________ plasmáticos proteicos como albuminas (mantiene carga negativa) y globulinas (disminuye potencial Z) Cuando un individuo tiene la relación de albuminas y globulinas alterada, ej.: - Si las albuminas se encuentran disminuidas (disminuye potencial Z) y los glóbulos se acercan más fácilmente y sedimentan más rápido. -Si las globulinas aumentan por ejemplo en procesos inflamatorios, disminuyen el factor Z y favorecen la sedimentación más rápida. VALORES NORMALES 5-10 mm hora hombre 20-30 mm hora mujer MODIFICACIONES EN LOS VALORES: Fisiológica Embarazo Crecimiento Envejecimiento Menstruación Patológica AUMENTOS EN LA VELOCIDAD Procesos inflamatorios agudos o crónicos donde aumentan las proteínas de fase aguda, determinando la presencia de proceso inflamatorio, pero no determina cual es el proceso ni donde puede estar el mismo. Luego de diagnosticado e l proceso, sirve para seguimiento del paciente en tratamiento. Anemias (menos glóbulos rojos sedimentan más rápido) Neoplasias (por generar estados inflamatorios) Infecciones Insuficiencia renal por anemias secundarias Infarto agudo de miocardio DISMINUCION EN VELOCIDAD DE ERITROSEDIMENTACION Policitemias (mayor cantidad de glóbulos rojos sedimentan más lentamente) Alteraciones en fibrinógeno, la disminución en el mismo, los glóbulos rojos se repelen con mayor magnitud
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