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1 Elaborada por los profesores de la asignatura TEMA 1 PROPIEDADES GENERALES DE LA RESPUESTA INMUNE Las distintas especies vertebradas, incluyendo al hombre viven en un mundo potencialmente hostil, colmado por un número sorprendente de agentes infecciosos de formas, tamaños, composición y agresividad variable. Estos agentes infecciosos están constituidos por virus, bacterias, hongos y parásitos; se pueden encontrar en nuestra piel, en el aire que respiramos o en los alimentos que ingerimos. Debido a que las especies vertebradas están dotadas de un sistema que las defienden de estos agentes infecciosos, en la mayoría de los casos no les causan daño. Siempre y cuando este sistema esté funcionando en buenas condiciones, el organismo será capaz de evadir muchas enfermedades originadas por estos agentes. A este sistema constituido por células, tejidos, moléculas (por ej., los anticuerpos) y mediadores químicos (citocinas) se le ha denominado “Sistema inmunitario” y la defensa la hace a través de una serie de mecanismos que dan origen a una respuesta colectiva y coordinada frente a sustancias extrañas, conocida como “Respuesta inmunitaria”. Por lo tanto, la función fisiológica del sistema inmunitario es la defensa frente a microorganismos infecciosos. Sin embargo, hay sustancias extrañas de naturaleza no infecciosa (polvo, polen de las flores, entre otros) que también pueden provocar respuestas inmunitarias. Es más, los mecanismos que normalmente protegen a las personas de la infección y que eliminan a las sustancias extrañas son capaces, en algunas circunstancias, de provocar lesión tisular y enfermedad. Por consiguiente, una definición más concreta de la respuesta inmunitaria es la de una reacción a los componentes de los microbios, así como a macromoléculas, como proteínas, polisacáridos y pequeñas sustancias químicas, que son reconocidas como extrañas, independientemente de la consecuencia fisiológica o patológica de tal reacción. Así, se puede imaginar a la Respuesta Inmunitaria como a una moneda que tiene dos caras: por una cara la respuesta inmunitaria nos protege de los agentes infecciosos (consecuencia fisiológica), mientras que por la otra cara serían las consecuencias patológicas a macromoléculas como en el caso de las alergias. En ciertas situaciones, incluso moléculas propias pueden desencadenar respuestas inmunitarias (lo que se llama respuestas autoinmunitarias). En este primer tema, se van a estudiar una serie de conceptos que son fundamentales para poder comprender y entender los mecanismos por medio de los cuales se lleva a cabo la Respuesta Inmune y uno de los conceptos a estudiar es el de inmunología. Se puede definir inmunología, como la ciencia que se encarga del estudio de las respuestas inmunitarias, así como de los fenómenos celulares y moleculares que suceden después que un individuo se enfrenta con microorganismos y con otras macromoléculas ajenas o extrañas (Antígenos, Ags). La inmunología, en su forma moderna, es una ciencia experimental, en la que las explicaciones de los fenómenos inmunitarios se basan en observaciones experimentales y en las conclusiones extraídas de ellas. Otro concepto es el de inmunidad que deriva de la palabra latina inmunitas, término que se refiere a la protección frente a procesos legales que disfrutaban los senadores romanos mientras permanecían en sus cargos. Históricamente, el término inmunidad ha hecho referencia a la protección frente a la enfermedad y, de forma más específica, frente a las enfermedades infecciosas. Inmunidad Innata y Adaptativa La defensa contra los microbios está mediada por las reacciones tempranas de la inmunidad innata y las respuestas tardías de la inmunidad adaptativa (Figura 1.1). Aunque las respuestas de la inmunidad innata y la adquirida muestran diferencias en sus mecanismos de acción, la sinergia entre ambas es esencial para una respuesta inmune totalmente efectiva. Se puede definir a la inmunidad innata como la capacidad que tienen los individuos para combatir de manera espontánea microorganismos patógenos o potencialmente patógenos, con los cuales nunca había estado en contacto. Figura 1.1. Inmunidades innata y adquirida. Los mecanismos de la inmunidad innata proporcionan la defensa inicial contra las infecciones. Las respuestas inmunitarias adaptativas aparecen después y consisten en la activación de los linfocitos La inmunidad innata (también llamada natural) constituye la primera línea de defensa contra los microbios. Consta de mecanismos de defensa celulares y bioquímicos que existen antes de la infección y que pueden responder con rapidez a ella (actúa en segundos), aunque carece de memoria inmunológica. Estos mecanismos reaccionan contra los microbios y con los productos de las células dañadas, y responden de una forma prácticamente idéntica a infecciones repetidas. Los principales componentes de la inmunidad innata son: 1) barreras físicas y químicas, como los epitelios y las sustancias químicas antimicrobianas producidas en las superficies epiteliales; 2) células fagocíticas (neutrófilos, macrófagos), células dendríticas y linfocitos citolíticos naturales (células NK); 3) proteínas sanguíneas como los factores del sistema del complemento y otros mediadores de la inflamación, y 4) proteínas sanguíneas llamadas citocinas que regulan y coordinan muchas de las actividades de las células de la inmunidad innata y adaptativa. Los mecanismos de la inmunidad innata no distinguen diferencias ligeras entre microorganismos sino que reconocen estructuras que son comunes a grupos de microorganismos relacionados. Los mecanismos de la inmunidad innata se activan durante las primeras horas de infección. Ahora bien, si los componentes de la inmunidad innata no logran eliminar al microorganismo entra en juego los mecanismos de la inmunidad adaptativa. Se define a la inmunidad adaptativa o adquirida como aquel tipo de inmunidad que depende del desarrollo de mecanismos específicos contra un agente o sustancia extraña (Ag), los cuales aumentan por el contacto previo. El sistema inmune reconoce, procesa y emite una respuesta en contra del Ag. Esta es una forma de inmunidad que aumenta en magnitud y capacidad defensiva con cada exposición sucesiva a un microbio en particular. Debido a que esta forma de inmunidad aparece como respuesta a una infección y se adapta a ella, recibe entonces el nombre de inmunidad adaptativa. Esta inmunidad consiste en la activación de los linfocitos, después que han tenido contacto con los microorganismos, a través de sus receptores. Hay dos tipos de linfocitos: los linfocitos B y los linfocitos T y hay una diferencia importante entre ambos linfocitos. El linfocito B tiene la capacidad de unirse directamente al microorganismo completo a través de sus receptores, mientras que el linfocito T necesita de una célula que digiera al microorganismo (célula presentadora del antígeno), lo divida en trozos muy pequeños y se lo presente en su superficie. Después de esta activación los linfocitos tanto B como T proliferan (es decir, se multiplican) y una parte de estas células se guardan como células de memoria (en ambos casos) mientras que otra parte de las células dan origen a los anticuerpos, en el caso de los linfocitos B y a los linfocitos T efectores. La misión de estas dos respuestas es la eliminación del microorganismo. Entonces, aquí aparece otra característica importante de la inmunidad adaptativa que es la memoria inmunológica. Esta inmunidad tiene la capacidad de recordar si estuvo o no en contacto previo con el microorganismo. Las vacunas que recibimos ponen en acción las características del sistema inmunitario adaptativo, como son: la especificidad y la memoria inmunológica. A continuación se muestran las diferencias de estos dos tipos de inmunidades en el siguiente cuadro (Cuadro 1.1). Tipos derespuestas inmunitarias adaptativas Existen dos tipos de respuestas inmunitarias adaptativas, llamadas inmunidad humoral e inmunidad celular, en las que intervienen componentes diferentes del sistema inmunitario y que sirven para eliminar microorganismos de distinto tipos (Figura 1.2). La inmunidad humoral cuenta con unas moléculas presentes en la sangre y en las secreciones mucosas, que reciben el nombre de anticuerpos, producidos por las células plasmáticas (no mostradas en la figura), una vez que los linfocitos B (también llamados células B) se diferencian en estas células. Los anticuerpos reconocen los antígenos microbianos, neutralizan la infecciosidad de los microorganismos y al interactuar con ellos, éstos son eliminados por diversos mecanismos efectores. La inmunidad humoral es el principal mecanismo de defensa contra los microbios extracelulares y sus toxinas, debido a que los anticuerpos segregados pueden unirse a ellos y contribuir a su destrucción. Los propios anticuerpos están especializados, y cada tipo diferente puede activar unos mecanismos efectores distintos. Por ejemplo, hay algunas clases (IgG) que favorecen la ingestión de los microorganismos por las células fagocíticas. Hay otras clases (IgM e IgG) que se fijan a los microorganismos favoreciendo la activación del sistema del complemento y por consiguiente su destrucción y hay otras clases (IgG) que pueden ser transportadas a través de la placenta para proteger al recién nacido de las infecciones. La inmunidad celular está a cargo de los linfocitos T (también llamados células T). Estos linfocitos están encargados de eliminar los microbios intracelulares como los virus y algunas bacterias. Cuadro 1.1. Características de las inmunidades innata y adquirida Los microbios intracelulares logran sobrevivir y proliferar en el interior de los fagocitos y de otras células del individuo, donde los anticuerpos circulantes no los tienen a su alcance. La defensa contra este tipo de infecciones corresponde a la inmunidad celular, que promueve la destrucción de los microorganismos residentes en los fagocitos, a través de la producción de citocinas secretadas por los linfocitos T cooperadores (parte izquierda de la figura 1.2) o la destrucción de las células infectadas para suprimir los reservorios de la infección por medio de los linfocitos T citolìticos o citotóxicos (parte derecha de la figura 1.2). Por otro lado, la inmunidad adquirida también se clasifica en inmunidad activa e inmunidad pasiva (Figura 1.3). El tipo de inmunidad que se induce por la exposición a un antígeno extraño se denomina inmunidad adaptativa activa, porque la persona inmunizada cumple una función activa en la respuesta al antígeno. Los linfocitos que no han estado en contacto con un antígeno en concreto reciben el nombre de linfocitos vírgenes, lo que quiere decir que carecen de experiencia inmunitaria. En cambio, cuando ya han respondido a un antígeno microbiano y se encuentran protegidos frente a cualquier exposición posterior, se les califica de inmunes. Una persona también puede adquirir la inmunidad mediante el paso de suero o de linfocitos desde otra persona inmunizada previamente. El individuo receptor de esta transferencia se vuelve inmune al antígeno específico sin haber estado jamás expuesto a él ni haber respondido activamente. Por tanto, esta otra forma recibe el nombre de inmunidad adaptativa pasiva. La inmunidad adaptativa activa puede ser natural y artificial. En la inmunidad adaptativa natural, el individuo sufre la enfermedad en forma clínica o tiene contacto repetido con el agente infeccioso (por ej., las personas que sufren la infección o enfermedad con el virus del sarampión, virus de la hepatitis A). La inmunidad adaptativa artificial, es causada por la inoculación de microorganismos vivos, muertos o de sus extractos antigénicos (es el caso de la vacunas, por ej., vacuna contra la hepatitis B, B.C.G., Bacillus de Calmette-Guérin, que es la vacuna contra la tuberculosis). Innata Adquirida CARACTERÍSTICAS Especificidad Frente a moléculas compartidas por grupos de microorganismos y moléculas relacionadas producidas por células dañadas Para los antígenos microbianos o no Diversidad Limitada: codificada en la línea germinal Muy amplia: los receptores se producen por recombinación somática de segmentos génicos Memoria Ninguna Si Falta de reactividad frente a lo propio Si Si COMPONENTES Barreras celulares y químicas Piel, epitelios mucosos; moléculas antimicrobianas Linfocitos presentes en los epitelios; anticuerpos secretados en las superficies epiteliales Proteínas sanguíneas Complemento Anticuerpos Células Fagocitos (neutrófilos, macrófagos), linfocitos NK Linfocitos B y T Figura 1.2. Tipos de inmunidad adaptativa. En la inmunidad humoral, los linfocitos B se transforman en células plasmáticas (no mostradas en la figura) secretoras de anticuerpos que evitan las infecciones y eliminan los microbios extracelulares. En la inmunidad celular, los linfocitos T cooperadores secretan citocinas que activan los macrófagos para que estas células maten a los microbios fagocitados, y los linfocitos T citolíticos o citotóxicos destruyan directamente a las células infectadas Por otro lado, la inmunidad adaptiva pasiva puede ser natural y artificial. Un ejemplo de inmunidad adaptiva pasiva natural se refiere al paso trasplacentario de anticuerpos de la madre al feto o anticuerpos transferidos de la madre al recién nacido a través de la leche y el calostro. La inmunidad adaptiva pasiva artificial es proporcionada por la transferencia de anticuerpos de un individuo previamente inmunizado a otro individuo que carece de ese tipo de inmunidad. Un ejemplo lo constituye la transferencia de suero antiofídico a personas mordidas por serpientes. Otro ejemplo, la transferencia de linfocitos T específicos a individuos que carecen de ese tipo de inmunidad. Características de las respuestas inmunitarias adaptativas Todas las respuestas inmunitarias humorales y celulares dirigidas contra antígenos extraños poseen una serie de propiedades que reflejan las características de los linfocitos encargados de su producción (Cuadro 1.2). Figura 1.3. Inmunidad activa y pasiva. La inmunidad activa se adquiere mediante la respuesta de los linfocitos B y T a un microbio o antígeno microbiano, mientras que la inmunidad pasiva se adquiere mediante la transferencia de anticuerpos o linfocitos T específicos de un microbio proveniente de un individuo previamente inmunizado contra ese antígeno en particular. Ambas formas de inmunidad proporcionan resistencia a la infección y son específicas a antígenos microbianos, pero solo las respuestas inmunitarias activas generan memoria inmunológica. Las transferencias celulares pueden hacerse entre un donante y un receptor con una constitución génica idéntica (por ej., ratones endogámicos) para evitar el rechazo de las células transferidas Cuadro 1.2. Características principales de las repuestas inmunitarias adaptativas Característica Significado funcional Especificidad Asegura que la respuesta inmunitaria frente a un microbio (o antígeno no microbiano) se dirija a ese microbio (o antígeno) Diversidad Capacita al sistema inmunitario para responder a una gran variedad de antígenos Memoria Aumenta la capacidad de combatir infecciones repetidas por el mismo microbio Amplificación de la respuesta inmunitaria Se activan otros componentes de la respuesta inmunitaria como consecuencia de la reacción antígeno/anticuerpo (por ej., la fagocitosis y la activación del sistema del complemento) Expansión clonal Aumenta el número de linfocitos B y T específicos frente al antígeno capaces de controlar los microbiosEspecialización Genera respuestas que son óptimas para la defensa contra diferentes tipos de microbios Contención y homeostasis Permite al sistema inmunitario recuperarse de una respuesta de modo que puede responder de forma eficaz a los antígenos con los que se encuentre de nuevo Falta de reactividad frente a lo propio Impide dañar al anfitrión durante las respuestas a antígenos extraños Especifidad y diversidad. Las respuestas inmunitarias adaptativas son específicas frente a los distintos antígenos, esto se refiere a la capacidad que tienen las respuestas inmunitarias adaptativas de distinguir entre un antígeno y otro (Figura 1.4). De hecho, puede distinguir diversas porciones de un solo complejo proteínico, de un polisacárido o de cualquier otra macromolécula (Figura 1.5). Las porciones restringidas de tales antígenos que son reconocidos por los receptores de los linfocitos B o por los anticuerpos libres se denominan determinantes antigénicos o epítopes. Esta especificidad tan exquisita Figura1.4. Especificidad. El anticuerpo (respuesta inmunitaria humoral) sabe distinguir entre el antígeno A y el antígeno B Figura 1.5. Diversidad. Cada anticuerpo es capaz de reconocer porciones restringidas del antígeno. A estas porciones se les denomina determinante antigénico o epítope es debido a que cada linfocito B expresa receptores de membrana capaces de discernir entre diferencias sutiles en la estructura de dos epítopes distintos. En las personas sin inmunizar hay clones de linfocitos dotados de diversas especificidades, que son capaces de reconocer un antígeno extraño y de responder oportunamente. El número total de especificidades antigénicas que presentan los linfocitos de una persona es lo que recibe el nombre de repertorio linfocítico y éste es elevadísimo. Se calcula que el sistema inmunitario de cada individuo es capaz de distinguir entre 107 y 109 determinantes antigénicos diferentes. Esta propiedad que caracteriza al repertorio linfocítico de reconocer un número muy elevado de determinantes antigénicos es el resultado de la variabilidad de las estructuras de los lugares de unión al antígeno que tiene el linfocito, lo que se denomina diversidad. Existen muchos clones distintos de linfocitos que difieren en la estructura de sus receptores para el antígeno. La variación de receptores para el antígeno entre los diferentes clones de linfocitos B y T es la razón de que se diga que estos receptores muestran una “distribución clonal”. Memoria. La exposición del sistema inmunitario a un antígeno extraño favorece su capacidad para responder de nuevo a ese mismo antígeno (Figura 1.6). Las respuestas a esta segunda exposición y a Figura 1.6. Memoria. Cuando un individuo es vacunado, lo exponen a un antígeno por primera vez (respuesta primaria). Durante ese proceso se forman células de memoria. Luego el individuo adquiere la infección naturalmente. La segunda respuesta inmunitaria (respuesta secundaria) es cuantitativamente mayor. Ésta se produce en un tiempo menor que la primera las sucesivas, llamadas respuestas inmunitarias secundarias, suelen ser más rápidas y amplias que la primera respuesta inmunitaria a ese antígeno, o primaria, y a menudo son cualitativamente diferentes. La memoria inmunitaria se debe a que cada exposición a un antígeno genera células de memoria de vida larga específicas frente al antígeno, que son más numerosas que los linfocitos vírgenes específicos que había antes de la primera exposición al antígeno. Además, estas células de memoria tienen características especiales que las hacen más eficientes en la respuesta y eliminación del antígeno que los linfocitos vírgenes que no se habían expuesto al antígeno. Por ejemplo, los linfocitos B de memoria se transforman en células plasmáticas secretoras de anticuerpos que se unen a los antígenos con una afinidad superior que los producidos en las respuestas inmunitarias primarias, y los linfocitos T de memoria reaccionan de forma mucho más rápida y enérgica al estímulo antigénico que los linfocitos T vírgenes. Amplificación de la respuesta inmunitaria. Esta es la propiedad que tienen los anticuerpos de unirse a los antígenos y tras esa unión pueden generar otras respuestas como la fagocitosis y la activación del sistema del complemento (Figura 1.7). Figura 1.7. Amplificación de la respuesta inmunitaria. El anticuerpo reconoce específicamente al antígeno. El macrófago tiene receptores para el anticuerpo y de esta manera se induce la fagocitosis. Por otro lado, el anticuerpo al unirse al antígeno, esto es un estímulo para la activación del sistema del complemento Expansión clonal. Los linfocitos específicos frente a un antígeno experimentan una considerable proliferación tras exponerse a un antígeno. El termino expansión clonal designa un aumento de la cantidad de células que expresan receptores idénticos frente al mismo antígeno y, por tanto pertenecen a un clon. Especialización. El sistema inmunitario responde de manera distinta y especial a los diversos microorganismos, lo que aumenta al máximo la eficacia de los mecanismos de defensa antimicrobiana. Por lo tanto, son diferentes las clases de microbios que desencadenan la inmunidad humoral y celular, y cada tipo de respuesta inmunitaria protege al individuo contra esa clase concreta de microorganismo, incluso en la propia respuesta inmunitaria humoral o celular, puede variar la naturaleza de los anticuerpos o de los linfocitos T generados según la clase de microbio. Contención y homeostasis. Todas las respuestas inmunitarias normales declinan con el paso del tiempo después de su estimulación por el antígeno, con lo que el sistema inmunitario recupera su estado basal de reposo, situación llamada homeostasis. Esta contención de las respuestas inmunitarias tiene lugar básicamente porque las reacciones desencadenadas por los antígenos sirven para eliminarlos, y esto suprime así el estímulo esencial que permite la supervivencia y la activación de los linfocitos. Los linfocitos, diferentes a las células de memoria, privados de estos estímulos mueren por apoptosis. Falta de reactividad frente a lo propio. Una de las características más destacadas del sistema inmunitario normal es su capacidad para reconocer muchos antígenos extraños (ajenos), responder a ellos y eliminarlos sin reaccionar contra las sustancias antigénicas del mismo individuo (propias). La insensibilidad inmunitaria también se denomina tolerancia. La tolerancia frente a los antígenos propios, o autotolerancia, se conserva por diversos mecanismos. Entre ellos están la eliminación de clones de linfocitos que expresan receptores específicos para antígenos propios, la inactivación de linfocitos autorreactivos y la supresión de estas células por las acciones de otras células (reguladoras). Componentes celulares del sistema inmunitario adaptativo Las principales células del sistema inmunitario adaptativo son los linfocitos B y T, las células presentadoras de antígeno y las células efectoras. Los linfocitos B y T son las células que reconocen los antígenos extraños de manera específica a través de sus receptores de membrana y responden contra ellos, por lo que constituyen los mediadores de la inmunidad humoral y celular. Existen distintas subpoblaciones que difieren en la forma de reconocer los antígenos y en sus funciones (Figura 1.8). Los linfocitos B son las únicas células capaces de producir anticuerpos, una vez transformados en células plasmáticas. Reconocen los antígenos extracelulares (incluso sobre su propia superficie), por lo que actúan como mediadores de la inmunidad humoral. Los linfocitos T, las células de la inmunidad celular, reconocen los antígenos de los microorganismos intracelulares y sirven para destruir estos microbios o las células infectadas. Los linfocitos T no producen moléculas de anticuerpos.Sus receptores del antígeno son semejantes a los Figura 1.8. Componentes de sistema inmunitario adaptativo. Los linfocitos B reconocen antígenos solubles y se transforman en células plasmáticas secretoras de anticuerpos. Los linfocitos T cooperadores reconocen péptidos antigénicos situados en la superficie de las células presentadoras de antígeno asociados a moléculas del complejo principal de histocompatibilidad y secretan citocinas, que estimulan diferentes mecanismos de la inmunidad y la inflamación. Los linfocitos T citotóxicos reconocen péptidos antigénicos situados en la superficie de la célula infectada asociados a moléculas del complejo principal de histocompatibilidad y las destruyen. Los linfocitos T reguladores suprimen e impiden la respuesta inmunitaria (por ej., frente a antígenos propios) receptores de los linfocitos B pero no son iguales. Los linfocitos T presentan una especificidad restringida hacia los antígenos; reconocen péptidos derivados de proteínas extrañas que están unidos a proteínas propias llamadas moléculas del complejo principal de histocompatibilidad, que se expresan en las superficies de otras células (célula presentadora de antígeno). Los linfocitos T constan de subpoblaciones con funciones diferentes, entre los cuales las mejor definidas son las de los linfocitos T cooperadores y los linfocitos T citotóxicos o citolíticos. En respuesta a un estímulo antigénico, los linfocitos T cooperadores secretan proteínas llamadas citocinas, que son responsables de muchas respuestas celulares de las inmunidades innata y adquirida, y actúan así como “moléculas mensajeras” del sistema inmunitario. Las citocinas secretadas por los linfocitos T cooperadores estimulan la proliferación y diferenciación de los propios linfocitos T y linfocitos B, activan otras células como los macrófagos y otros leucocitos. Los linfocitos T citolíticos matan a las células que están infectadas, como las células infectadas por virus y otros microorganismos intracelulares. Algunos linfocitos T, que se denominan linfocitos T reguladores, actúan sobre todo, inhibiendo respuestas inmunitarias. Fases de la respuesta inmunitaria adaptativa Todas las respuestas inmunitarias adaptativas se desarrollan en fases, cada una correspondiente a reacciones particulares de los linfocitos (Figura 1.9). Todas las respuestas inmunitarias adaptativas se inician cuando se reconocen los antígenos extraños. Esto da como resultado la activación de los linfocitos que reconocen específicamente al antígeno y termina con el desarrollo de mecanismos que median la función fisiológica de la respuesta, es decir, la eliminación del antígeno. Así, la respuesta inmunitaria específica puede dividirse en: 1) Fase de reconocimiento, 2) Fase de activación, 3) Fase efectora y 4) Contención u homeostasis. Fase de reconocimiento Como el número de linfocitos vírgenes que son específicos de cualquier antígeno es muy pequeño (del orden de 1 por cada 105 o 106 linfocitos) y la cantidad de antígeno disponible también puede serlo, hace falta la existencia de unos mecanismos especiales para captar los microbios, concentrarlos en el lugar correcto y exponer sus antígenos a los linfocitos específicos. Las células dendríticas son las células presentadoras de antígeno (CPA) que muestran los péptidos microbianos a los linfocitos T CD4+ (linfocitos T cooperadores) y CD8+ (linfocitos T citotòxicos o citolìticos) vírgenes y ponen en marcha las respuestas inmunitarias adaptativas contra los antígenos proteínicos. Las células que se encuentran situadas en los epitelios y los tejidos conjuntivos atrapan los microorganismos, digieren sus proteínas en péptidos y los expresan en su superficie unidos a las moléculas del complejo principal de histocompatibilidad (CPH), que están especializadas en la presentación de péptidos. Las células dendríticas transportan su cargamento antigénico hasta los ganglios linfáticos de drenaje y fijan su residencia en las mismas regiones ganglionares por las que constantemente recirculan los linfocitos T vírgenes. Las células dendríticas también se encargan de exhibir en otros tejidos linfáticos los péptidos de los microbios que penetran, como en el bazo. Figura 1.9. Fases de las respuestas inmunitarias adaptativas. Las respuestas inmunitarias adaptativas constan de varias fases, y las tres primeras son el reconocimiento del antígeno, la activación de los linfocitos y la eliminación del antígeno (fase efectora). La respuesta se atenúa (decae) cuando los linfocitos estimulados por el antígeno mueren por apoptosis, lo que restablece la homeostasis, y las que hayan sobrevivido entre las células específicas de los antígenos son las responsables de la memoria Los microorganismos íntegros o los antígenos microbianos que llegan a los ganglios linfáticos y al bazo son reconocidos por linfocitos B específicos en su forma sin procesar (natural). Fase de activación La activación de linfocitos T vírgenes requiere el reconocimiento de complejos péptido-CPH presentados en las células dendríticas. La naturaleza del antígeno que activa los linfocitos T (es decir, péptidos unidos a moléculas del CPH) asegura que estos linfocitos puedan interactuar solo con otras células (porque las moléculas del CPH son proteínas de superficie) y no con el antígeno libre. Esta característica es necesaria, porque todas las funciones de los linfocitos T dependen de sus interacciones físicas con otras células. Los linfocitos B usan sus receptores para el antígeno (moléculas de anticuerpos unidas a la membrana) para reconocer antígenos de tipos químicos muy diferentes. La unión del antígeno a sus receptores y otras señales inducen la proliferación y diferenciación del linfocito. Fase efectora Los linfocitos T CD4+ cooperadores activados proliferan y se diferencian en células efectoras, cuyas funciones están mediadas en gran medida por las citocinas secretadas. Una de las primeras respuestas de los linfocitos T CD4+ cooperadores es la secreción de una citocina llamada interleuquina 2 (IL-2). La IL- 2 es un factor de crecimiento que actúa sobre los linfocitos activados por el antígeno y estimula su proliferación (expansión clonal). Parte de la progenie se diferencia en células efectoras que pueden secretar diferentes grupos de citocinas y así realizar diferentes funciones. Los linfocitos CD8+ activados proliferan y se diferencian en linfocitos T citolíticos (LTC) que matan a células que albergan microbios en su citoplasma. Al destruir a las células infectadas, los LTC eliminan los reservorios de la infección. Al activarse, los linfocitos B proliferan y se diferencian en células plasmáticas que secretan diferentes clases de anticuerpos con distintas funciones. Contención u homeostasis Una respuesta inmunitaria eficaz elimina los microbios que iniciaron la respuesta. A esto le sigue la fase de contención, en la que los clones expandidos de linfocitos mueren y se restaura la homeostasis. La activación inicial de los linfocitos genera células memoria longeva, que pueden sobrevivir durante años después de la infección. Las células de memoria combaten mejor los microbios que los linfocitos vírgenes, porque las células de memoria representan una reserva expandida de linfocitos específicos frente al antígeno (más numerosa que los linfocitos vírgenes específicos frente al antígeno) y las células de memoria responden con mayor rapidez y eficacia contra el antígeno que las células vírgenes. Hipótesis de selección clonal Hay linfocitos específicos frente a un gran número de antígenos antes de exponerse al antígeno y, cuando un antígeno entra, selecciona las células específicas y las activa (Figura 1.10). Este concepto fundamental se denomina hipótesis de selección clonal. La indicó por primera vez Niels Jerne en 1955 y fue enunciada de forma más clara por Macfarlane Burneten 1957, como una hipótesis que explica cómo puede responder el sistema inmunitario a un gran número y variedad de antígenos. Según esta hipótesis, se desarrollan clones de linfocitos específicos frente al antígeno antes de exponerse al antígeno e independientemente de él. Un “clon” se refiere a un linfocito de una especificidad y su progenie. Figura 1.10. Hipótesis de selección clonal. Cada antígeno (X) selecciona un clon preexistente de linfocitos específicos y estimula su proliferación y diferenciación 15 Elaborada por los profesores de la asignatura Glosario Antìgeno: Microorganismos u otras macromoléculas ajenas o extrañas a un individuo Anticuerpo: Molécula de origen proteico que se forma después que un antígeno tiene contacto con un individuo dotado de un sistema inmunitario. En el humano hay cinco clases de anticuerpos: IgA, IgG, IgM, IgD e IgE Citocina: Molécula de origen proteico que actúa como mensajero químico entre una célula y otra Sistema del complemento: Proteínas sanguíneas que se activan enzimáticamente tras estímulos originando el complejo de ataque de membrana en la superficie de los microorganismos creando poros o huecos por donde entra agua ocasionando la muerte del agente infeccioso Microbio extracelular: Tipo de microorganismo que puede multiplicarse fuera de las células de los tejidos y en varios espacios tisulares como las vías aéreas y la luz intestinal Microbio intracelular: Tipo de microorganismo que tiene la capacidad de sobrevivir y multiplicarse en el interior de los fagocitos. Son poco tóxicos y las células infectadas sobreviven Vacuna: Preparado artificial de antígenos derivados de patógenos, pero sin capacidad de infectarnos. Al exponerse a cada vacuna, que se parece al patógeno del que nos quiere proteger, se producen anticuerpos que impedirán en el futuro que el patógeno de verdad pueda infectarnos Toxina: Producto tóxico secretado por los patógenos que nos causan enfermedad Microbios extracelulares: Microorganismos que pueden multiplicarse fuera de las células, como por ejemplo en los tejidos Microbios intracelulares: Microorganismos que únicamente se multiplican dentro de las células, utilizando las organelas de la célula anfitriona, como por ejemplo los virus Célula presentadora de antígeno: Célula encargada de ingerir y dividir el antígeno en fragmentos pequeños para mostrarlos en su superficie asociados a moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad a los linfocitos T Apoptosis: Es una forma de muerte celular programada (fisiológica) en la que el núcleo sufre un proceso de condensación y fragmentación, se produce la formación de vesículas y ampollas en la membrana plasmática que lleva a la fagocitosis de los fragmentos celulares sin inducir ninguna respuesta inflamatoria. Este proceso contrasta con el de necrosis, un tipo de muerte celular en el que las membranas nuclear y plasmática se rompen y el contenido celular a menudo sale al exterior, induciendo una reacción inflamatoria local
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