Patricia García Redondo (escritora y correctora)

11. Evolución de los mecanismos defensivos antimicrobianos. Mecanismos físico-químicos. Inmunidad innata. El sistema inmune: componentes celulares y humorales. Respuesta inmune específica. El sistema inmune secretor. Fundamentos de las técnicas de inmunodiagnóstico.

INMUNOLOGÍA GENERAL

SISTEMA INMUNE

-Definición de sistemas: conjunto de órganos, tejidos y células con características histológicas diferentes pero que cumplen una función fisiológica común.
El sistema inmune es exclusivo de los animales vertebrados (no es lo mismo que las defensas innatas; también presentes en los animales invertebrados).

-Cambios conceptuales en la definición de sistema inmune:
*1890: defensa frente a los microorganismos patógenos.
Función protectora frente a los microorganismos patógenos.
Resistencia a la infección (Jules Bordet).
Posibilidades de manipulación: vacunas (Louis Pasteur).
*1920: función defensiva.
Destruye a las bacterias, hongos, virus.
*1940: reconocimiento de lo propio y lo extraño (función discriminadora: self vs. non-self).
Respuesta inmune frente a moléculas artificiales, injertos...
Capacidad de respuesta ligada a las leyes de Mendel (Baruj Benacerraf).
Maduración-aprendizaje del sistema inmune
Otras funciones: Teoría de la vigilancia inmunológica tumoral (Lewis).
*1990: Teoría de daño celular: respuesta inmune sólo cuando se produce daño a alguna célula o tejido; función discriminadora (Poly Matzinger).
Gestación (células fetales circulantes), tumores (crecen sin dañar), tatuajes…→ En estos casos el sistema inmune no ataca, ya que so se están produciendo daños en células o tejidos adyacentes.

-Organización de las defensas:-Organización de las defensas:



*Primera línea de defensa:
Barreras mecánicas, físicas y químicas.

*Segunda línea de defensa/defensas innatas/respuesta inespecífica:
Es la línea de defensa más primitiva.
Consta de:
a) Componentes celulares:
Fagotitos:-Polimorfonucleados neutrófilos (PMN): serie blanca.
-Macrófagos: presentes en sangre y otros tejidos.
-Monocitos: dan lugar a los macrófagos.
Células no fagocíticas: eosinófilos, basófilos.
b) Componentes humorales: péptidos y proteínas antimicrobianas (secretados por los fagotitos).
c) Sistema del complemento.

*Tercera línea de defensa (sólo en animales vertebrados):
Sistema inmune - Respuesta específica (Reconocimiento específico. Aprendizaje. Memoria).
Consta de:
a) Componentes celulares: -Linfocitos T y B.
-Otras células: células Natural Killer (NK), células
dendríticas, etc.
b) Componentes humorales (secretados por los linfocitos): Anticuerpos.

Barreras físicas-mecánicas
-Descamación de piel y mucosas: impide la formación de ecosistemas estables, ya que arrastra a los microorganismos fijados a la piel y mucosas.
-Movimientos ciliares: provocan la expulsión de moco y el arrastre de microorganismos hacia el exterior, impidiendo la organización de los patógenos.
-Lavado de superficies: fluídos con función de arrastre (lágrimas, saliva, orina…). -Disminuye el número de microorganismos.
-Componentes típicos de los fluídos mucosos: mucinas…
-Biofilms bacterianos.

Barreras químicas
-pH ácido en superficies (piel, mucosas de estómago y vagina-lactobacilos-): un pH de aproximadamente 5,6 que contrasta con el pH alrededor de 7,0 de las bacterias.
-Bacterias que descomponen componentes propios (sales biliares) o que secretan sustancias antibióticas (microcinas, bacteriocinas: hacen poros en la membrana de las bacterias que provocan su muerte. Función reguladora).

Defensas innatas (inmunidad innata)
-Células (fagocitos…)
-Proteínas y péptidos antimicrobianos

Sistema inmune (inmunidad adquirida)
-Células linfoides
-Anticuerpos

-Defensas del tracto respiratorio:
[[image:file:C:%5CUsers%5CPatri%5CAppData%5CLocal%5CTemp%5Cmsohtmlclip1%5C01%5Cclip_image001.gif width="38" height="53"]]Células ciliadas
Células absortivas secretan una capa de moco que atrapa a las bacterias y es
Células secretoras expulsada hacia el exterior.

-Defensas de la cavidad oral:
Barreras mecánicas: descamación de células epiteliales.
Factores físicos (arrastre): salivación, deglución.
[[image:file:C:%5CUsers%5CPatri%5CAppData%5CLocal%5CTemp%5Cmsohtmlclip1%5C01%5Cclip_image002.gif width="38" height="170"]]Factores biológicos: microbiota oral (ecosistemas orales)
Inmunidad innata (segunda barrera):
Células fagocíticas: PMN
Proteínas: lisozima, lactoferrina, lactoperoxidasa
Péptidos: histaminas, defensinas, mucinas, sistema del complemento
Inmunidad adaptativa (inmunidad de las mucosas):
Linfocitos T y B
Anticuerpos: compartimento salival: IgA
Compartimento gingival: IgG


-Defensas en el tracto digestivo: estómago
Bajo pH: por debajo de 6,0
Actividad proteolítica
Moco
Peristaltismo
Ausencia de microbiota (no está del toco claro: Helicobacter Pylori en úlcera péptica…)

-Defensas en el tracto digestivo: intestino grueso
Moco
Descamación de células epiteliales
Abundante microbiota (30% de las heces)
IgA

-Defensas del tracto urinario-genital
Función de arrastre
En el caso de las mujeres: el cervix evita el paso de patógenos a zonas más profundas, moco, menstruación-renovación, microbiota abundante (lactobacilos), pH ácido.



SEGUNDA LÍNEA DE DEFENSA: DEFENSAS INNATAS

-Tiene una actividad protectora permanente (sangre, fluidos mucosos…). Mantiene unos niveles basales de proteínas y péptidos antimicrobianos.
-Todos los animales anteriores a los vertebrados utilizan estrategias similares (defensas innatas) para evitar las infecciones. En los vertebrados estos sistemas se convirtieron en efectores (ya que la tercera línea de defensa no es efectora sino que se trata principalmente de un sistema de reconocimiento de lo extraño), adquiriendo funciones como la fagocitosis, opsonización o el sistema del complemento y otros de sus componentes se especializaron para interactuar con el sistema inmune (células presentadoras del antígeno).
-Algunos componentes de las defensas innatas:
Aumentan su actividad en procesos inflamatorios.
Interaccionan con otros sistemas (sistemas de activación) y con el sistema neuro-endocrino (neuroinmunología: el sistema inmune se comporta como un "ojo interno" que informa al SN vegetativo de lo que ocurre y es éste es que da una respuesta como por ejemplo un aumento de la temperatura o fiebre). Los sistemas de activación son: sistema de la coagulación, sistema fibrinolítico, sistema de las cininas y sistema del complemento.
Ejemplo: Mecanismo de la fiebre: en el foco de infección los fagocitos liberan interleucina 1 (IL-1) como respuesta a las endotoxinas producidas por los patógenos. La IL-1 al superar una determinada concentración plasmática estimula al hipotálamo y produce la liberación de prostaglandinas lo que produce un aumento en la temperatura corporal (aumento del metabolismo…). La IL-1 también produce la liberación de la hormona adenocorticotropa alcanza por vía sanguínea las glándulas suprarrenales donde estimula la liberación de corticoides que son inhibidores de la respuesta inmunológica (linfocitos). La temperatura corporal aumenta cuando la IL-1 alcanza un valor umbral que estimula los centros termoreguladores hipotalámicos.

*Origen de las células del sistema inmune:

5SISTEMAINMUNE.gif

[[image:file:C:%5CUsers%5CPatri%5CAppData%5CLocal%5CTemp%5Cmsohtmlclip1%5C01%5Cclip_image003.gif width="471" height="348"]]Componentes celulares de la respuesta innata:

-PMN (polimorfonucleares neutrófilos):
Son células fagocíticas. Se producen en la médula ósea y son atraídos al punto de infección (quimiotaxis) por sustancias producidas por bacterias o por las sustancias de la inflamación o por el sistema del complemento.
Salen de los vasos sanguíneos por diapédesis cuando detectan los componentes infecciosos o inflamatorios y llegan hasta el punto de infección.
Fagocitan los componentes dañinos y los introducen en vacuolas que posteriormente se fusionan con lisosomas que contienen enzimas, formando un fagolisosoma.
Son los que primero acuden al punto de infección.
Gracias a su metabolismo especial (contienen polímeros de reserva en su citoplasma) son capaces de sobrevivir en condiciones de anaerobiosis (ej. zonas de pus e inflamación, lo que les permite fagocitar a las bacterias allí presentes).
Liberan péptidos y proteínas a su exterior.
neutrofi.gif

[[image:file:C:%5CUsers%5CPatri%5CAppData%5CLocal%5CTemp%5Cmsohtmlclip1%5C01%5Cclip_image004.gif width="130" height="125"]]
-Macrófagos:
Se encuentran mayoritariamente dentro de los tejidos, donde se desplazan ligeramente, aunque también se encuentran en una pequeña cantidad en la sangre.
Tienen mejor función fagocítica que los PMN pero su desplazamiento es más lento, por ello son más eficaces en infecciones crónicas.
Son células primitivas defensivas que han adquirido múltiples funciones: destrucción-reparación de tejidos, participan en procesos inflamatorios…
Estados funcionales de los macrófagos (o fases):
1-Fase de reposo: en ausencia de infección el macrófago secreta sustancias llamadas citocinas (péptidos de bajo peso molecular que permiten la comunicación intercelular) como lisozima o lactoferrina, manteniendo unos niveles basales de otras sustancias. 2- Fase de activación: Cuando surge algún estimulo inflamatorio, los macrófagos residentes proliferan y se expanden. Al macrófago así estimulado se le denomina “macrófago inflamatorio, estimulado o respondedor”. El macrófago sufre una estimulación metabólica que le provoca cambios morfológicos, agrandándose, y funcionales, adquiriendo mayor capacidad para la quimiotaxis y fagocitosis, especialmente para fagocitar partículas opsonizadas por el factor C3b. A la vez, sufre modificaciones en la expresión de diversos enzimas.
En los vertebrados adquierieron una nueva función al actuar como "células presentadoras de antígenos": tras la acción del fagolisosoma; el macrófago asocia una proteína de superficie de la bacteria fagocitada a una molécula propia llama molécula de clase II. Este complejo es transportado hacia la superficie del macrófago, donde queda expuesto para ser reconocido por los linfocitos T. Esta acción es conocida como "fenómeno de presentación de antígenos de clase II".
[[image:file:C:%5CUsers%5CPatri%5CAppData%5CLocal%5CTemp%5Cmsohtmlclip1%5C01%5Cclip_image006.jpg width="210" height="165"]]
macrophage-ecoli2.jpg

Mecanismos bacterianos de evasión de la fagocitosis:

Inhibición de la adherencia: Proteínas M,
Cápsulas para evitar ser reconocidas como
Células dañinas
Streptococcus pyogenes,
S. pneumoniae
Muerte de fagotitos: leucocidinas
Staphylococcus aureus, Actinobacillus actinomycetemcomitans
Lisan fagocitos
Listeria monocytogenes
Escapan del fagosoma
Shigella
Inhiben la fusión fagosoma-lisosoma
VIH (virus inmunodeficiencia humana)
Sobreviven en el fagolisosoma e incluso se multiplican en su interior
Coxiella burnetti, Mycobacterium tuberculosis


Componentes humorales de la respuesta innata:



Son proteínas y péptidos (hasta 50 aminoácidos) antimicrobianos.
Son secretados por los PNM y los macrófagos y vertidos a los fluidos continuamente, manteniendo unos niveles basales de estas sustancias que son constantes en cada fluido.
-Péptidos: según su estructura bioquímica se clasifican en:
I. Lineales
II. Enlazados por cisteínas (puentes disulfuro): más especializados.
III.Con aminoácidos específicos: funciones específicas

-Algunos péptidos y proteínas antimicrobianos:

Polipéptido
Masa molecular (KDa)
Localización
Peroxidasas
150

Mieloperoxidasa

PMN, M
P eosinófilos

PM eosinófilos
Lactoperoxidasa

Saliva, leche
Lactoferrina
80
PMN, acinos, moco, sangre, calostro
BPI
60
PMN
Serprocidinas
25-30
PMN, Monocitos, Macrófagos
Lisozima
14
PMN, sangre y secreciones mucosas
FLA2
14

Inhibidor de la leucoproteasa (SLPI)
12

Catelicidinas
1-18
PMN
Defensinas
4
Fluídos
Histatinas
3
Saliva (acinos parotídeos)

Lisozima: Descubierta por A. Fleming (1922). La lisozima es una enzima presente en las lágrimas, el moco nasal, la saliva y la mayoría de los tejidos y secreciones mucosas. Actúa como una barrera frente a las infecciones. También es muy abundante en la clara del huevo, de donde se extrae para su uso industrial. La deficiencia en lisozima, debida a mutaciones en el gen LYZ situado en el cromosoma 12, ha sido asociada a displasias esqueléticas y a un aumento de la propensión a las infecciones. Es secretada mayoritariamente por leucocitos de la sangre llamados neutrófilos polimorfonucleares. Esta proteína enzimática causa el debilitamiento de la capa de peptidoglicano (mureína) de la pared celular bacteriana al romper los enlaces glicosídicos 1-4 existentes entre las moléculas del ácido N-acetilmurámico y la N-acetilglucosamina (efectiva sobre Gram +). La lisozima se incluye entre las proteínas y péptidos antimicrobianos que forman parte de la inmunidad innata. Además también es empleada como aditivo antimicrobiano en la industria agroalimentaria.

Lactoferrina: Tiene una secuencia multidimensional que existe en proteínas similares desde bacterias hasta el hombre. Esta secuencia es probablemente la responsable de la acción antimicrobiana. Familia de las transferrinas: transferían, lactoferrina, melanotransferrina, ovotransferrina. La lactoferrina (Lf) es una glicoproteína multifuncional que presenta la capacidad de unir hierro (capta iones Fe3+, limitando así su uso por parte de agentes patógenos). Una de las funciones primordiales de la Lf es el transporte de metales. También actúa como proteína de defensa no específica. Lactoferrina se encuentra en diversas secreciones mucosas como la leche, las lágrimas y la saliva. También es un componente abundante de los neutrófilos y puede ser liberada al plasma sanguíneo por la acción de éstos. Las lactoferrinas humana y bovina, despliegan un amplio espectro antimicrobiano, actuando contra bacterias Gram positivas y Gram negativas y contra algunos virus y hongos. Inicialmente se pensó que esta actividad antimicrobiana se debía únicamente a su capacidad de secuestrar hierro. En la actualidad, se sabe que existen diversos mecanismos que contribuyen a la capacidad de esta glicoproteína, para defender a los mamíferos de las infecciones microbianas (modulación de la inflamación y de la respuesta inmunitaria). MW 76.000. 691 aminoácidos. PI 8,5.

Lactoperoxidasas: Enzima con actividad peroxidasa (cataliza reacciones bisustrato de carácter redox, utilizando un peróxido como oxidante y un segundo sustrato de características reductoras que es oxidado por el peróxido) presente en la leche y en la saliva. Tiene actividad bacteriostática. La gran afinidad por el peróxido de hidrógeno hace que se pueda unir al hierro del grupo hemo por los dos planos del centro activo, el superior y el inferior, dando lugar a una inhibición por exceso de sustrato ya que cuando ambas posiciones están ocupadas por el peróxido de hidrógeno no es posible la unión del otro sustrato.

Mucinas: Mucopolisacárido, ingrediente principal del moco. La mucina se encuentra en la mayoría de las glándulas secretoras de moco y es el lubricante que protege las superficies corporales de la fricción o erosión. La mucina existe en la saliva, en la bilis, la sinovia y en las secreciones mucosas de todo tipo. Son las responsables de la viscosidad de la saliva.

Histatinas: Oligopéptidos básicos ricos en histidina. Las histatinas constituyen un grupo de 12 proteínas de bajo peso molecular, que se encuentran en la saliva segregada por las glándulas parótidas Tienen potente actividad antifúngica (especialmente contra Candida). Exclusivas de la cavidad oral.

BPI ( bactericidal permeability increasing protein): Gran afinidad por lipopolisacáridos. Permeabilización de la membrana citoplasmática (formación de poros). Actúa sobre bacterias GRAM -. Efectos sinérgicos: defensina, catelecidinas, fosfolipasa A2, opsonina. MW: 60 KDa.

Defensinas: (Ana González Sanz) Familia de péptidos antimicrobianos. Son unas proteinas de forma anular compuestas por puentes disulfuro intramoleculares (6 residuos Cys; Cys-Cys). MW: 3-5 KDa. 24-38 aminoácidos. Tienen afinidad por fosfolípidos (no por el colesterol). Permeabilizan la membrana. Clasificación de las defensinas en la especie humana: alfa defensinas (cavidad oral) y beta defensinas.
Las defensinas se encargan de matar a las bacterias dentro del intestino pero también sobre la piel. Se asientan sobre la pared de las células bacterianas formando poros que agujerean hasta hacer que la bacteria reviente. Este sencillo mecanismo es útil para matar a Salmonella, a E. Coli, a los agentes causantes de la tuberculosis y a los hongos. Sin embargo es un mecanismo ineficaz frente a bacterias esféricas, Estreptococo etc.

Otras: (Ana González Sanz) Proteínas ricas en prolina.
La prolina es uno de los 20 aminoácidos constituyentes de las proteínas. En sentido más estricto es un iminoácido. Su cadena lateral esta unida tanto al átomo de carbono adyacente al grupo carboxilo como al átomo de nitrógeno. Esto da lugar a una molécula anular con una conformación relativamente rígida:
Forma parte del grupo de aminoácidos con grupos no polares (hidrófobos). Participa como promedio en un 4,6% (en relación con todos los aminoácidos) de la composición de las proteínas. Puede ser sintetizada por el organismo humano, por lo que no es imprescindible su presencia en la dieta. El precursor para su biosíntesis es el acido glutámico es uno de los aminoácidos que forman las proteínas de los seres vivos.

Sistema del complemento:


-Historia: descubierto en 1894 por Jules Bordet como una respuesta defensiva ante las infecciones. Inoculó a un conejo para producirle una infección. El conejo sobrevive y al inyectarle por segunda vez la bacteria no es infectado (vacuna-inmunización). Extrajo sangre de este conejo y la depositó en una placa de Petri junto con bacterias y observó que las bacterias eran destruidas (lisis bacteriana). A esto lo llamó “actividad lítica del suero”. Observó que esto no sucedía con la sangre de un conejo que no había sido inoculado (“vacunado”) con bacterias. Observó que al calentar el suero del conejo “vacunado" a 56ºC (temperatura baja para la desnaturalización de proteínas) durante 30 minutos, éste perdía su actividad lítica. Nuevo experimento: al mezclar la sangre del conejo “vacunado” que había sido calentada con la del conejo no vacunado el suero recuperaba su actividad lítica. Conclusión: en la sangre existen dos tipos de componentes que participan en la defensa frente a infecciones. Unos componentes están siempre presentes, son los componentes inespecíficos del sistema del complemento (uno de ellos, el C1 se destruye a 56ºC) y otros componentes aparecen tras la exposición al agente infeccioso, son los anticuerpos (no se destruyen al calentar el suero a 56ºC).
-Características: (Ana González Sanz) El sistema de complemento se encuentra constituido por moléculas implicadas en la defensa frente a infecciones y células tumorales y compone uno de los sistemas de activación.
Tiene su origen en el hepatocito aunque ciertos componentes como C1 son sintetizados por las células epiteliales del intestino y del sistema genito-urinario. Así, también los adipocitos sintetizan el factor D. Se ha observado que los macrófagos activados producen algunos factores del complemento; sin embargo esto solo tiene importancia en el foco inflamatorio. Las citocinas inflamatorias (IL1, IL6 y TNF) e IFN-gamma incrementan la síntesis de algunos factores del complemento en el hígado.
Se trata de un grupo de pro-enzimas que está presente en la sangre y en líquido intersticial potenciando la inflamación y la fagocitosis y produciendo la lisis de las células y microorganismos patógenos.
En su estado activo se comportan como enzimas de gran importancia especialmente sobre gérmenes gram negativos (que también pueden ser lisados directamente por anticuerpos).La activación consiste en la rotura enzimática en la cual se liberan a la superficie los fragmentos generados desencadenándose así una cascada con efecto amplificador y con funciones de: Opsonización - C3b recubre a las bacterias facilitando la fagocitosis. -Quimiotaxis - Atrae a los neutrófilos (PMN) -Lisis celular - C5b, C6, C7, C8 and C9 forman el Complejo de Ataque a la Membrana (CAM) que conforma poros estables que causan la lisis celular: se pierde el gradiente de iones.
Muchos de los componentes del complemento (C2, C3, C4, C6, C7, C8, Factor B y Factor I) son polimórficos, es decir que existen diferentes formas alélicas que se expresan con distintas frecuencias en poblaciones o razas, sin embargo no son capaces de distinguir lo propio de lo extraño destruyendo desde bacterias, complejos Ag-Ac e incluso algunas células propias.
-Factores activados por el complemento:
Los componentes activados se marcan. Ej.: C1qrs Cuando se cortan por la acción de un enzima, la mitad más pesada se une al complejo de activación o a la membrana y el más pequeño se libera en el medio.La letra “b” habitualmente se usa para designar el fragmento grande generado, unido a la membrana, y la “a” se usa para el péptido pequeño (E.j.: C3b/C3a, C4b/C4a, C5b/C5a). EXCEPTO C2 (el grande es C2a y el pequeño es C2b). -
Activación del complemento:(Ana González Sanz): En la activación del complemento se pone en marcha una serie de reacciones consecutivas en cascada, de tal forma que a partir de cada una de ellas se genera un producto activo que además de determinar que la reacción consecutiva prosiga, puede tener diferentes acciones biológicas importantes en la defensa del organismo. Se puede ver este conjunto de reacciones en cascada en la figura 13.1.
Algunos de los factores del complemento son enzimas con carácter proteolítico, de tal forma que durante el proceso de activación, algunas moléculas son rotas en fragmentos a los que para identificarlos se les añade letras minúsculas (Ej. C3a, C3b). Estos fragmentos poseen importanes funciones biológicas y son mediadores de la inflamación.
La activación del complemento puede iniciarse por dos vías: la vía clásica y la vía alternativa.
*Vía clásica: sobre una célula propia o extraña C1q reconoce complejos Ag-Ac, mientras C1r y C1s tienen que ver con la activación enzimática y se une a los Ac (IgM e IgG). Entonces se produce un cambio de conformación en C1 que deja expuesto un centro catalítico (actividad enzimática), por lo que se empieza a comportar como una proteasa. 1º actúa sobre C4: corta a C4 en dos fragmentos: C4a que queda soluble y C4b que se fija a la membrana. 2º actúa sobre C2: corta a C2 en dos fragmentos: C2a que se fija a la membrana y C2b que queda soluble (participa en la inflamación, atrayendo a mesticitos). La unión de C2a y C4b deja expuesto un centro catalítico que es la C3 convertasa (opsonina detectada por los PMN), igual que los anteriores se divide en C3b que se fija a la membrana y C3a que queda soluble (quimiotoxina). La unión de C3b, C2a y C4b deja expuesto un centro catalítico que es C5 convertasa, esencial para el inicio de la Vía de Ataque a la Membrana (CAM).








C1class.JPG




*Vía alternativa:
es más primitiva por lo que es independiente de Ac. Se basa en la combinación de C3 con ciertos polisacáridos y proteínas extrañas a nuestra superficie celular habitual (cierta capacidad de reconocimiento de lo extraño). C3 se fragmenta espontáneamente dando lugar a C3a que queda soluble y C3i que se fija a la membrana lo que permite la unión de la proteína Bb. Este complejo llamado C3 convertasa tiene una vida media muy corta, por lo que C3b se une a un protector (P) que estabiliza al complejo y permite la unión de C3b circulantes: generación de C5 convertasa.
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alt3.gif


*Convergencia de las dos vías: Generación de C5 convertasa: conduce a la activación del CAM (lisis celular en elementos con membrana, no virus). -Activación del CAM por C5: tras la formación de C5 convertasa (de la vía alternativa o de la vía clásica) llega C5 y se fragmenta en C5a que queda soluble (atrae a PMN, permite que se unan al endotelio y la diapédesis y quimiotaxis, activan a monocitos y producen su desgranulación) y c5b que se queda en las proximidades de la superficie. Allí se une a C6 y a C7 que se ancla en la membrana. Posteriormente se une C8 que también se ancla en la membrana. Esta unión atrae a C9 que se inserta en la membrana formando un poro y produciendo la muerte bacteriana.

*Inhibidores: su función es mantener el equilibrio para evitar lesiones.
Tabla 4. Actividades de los productos de activación del complemento y sus factores de control
Fragmento
Actividad
Efecto
Factor (es) de Control
C2a
Procinina, acumulación de líquidos
Edema
C1-INH
C3a
Desgranulación de basófilos y células cebadas; aumento de permeabilidad vascular, contracción de músculo liso
Anafilaxia
C3a-INA
C3b
Opsonina, activación de fagocitos
Fagocitosis
Factor H y Factor I
C4a
Desgranulación de basófilos y células cebadas; aumento de permeabilidad vascular, contracción de músculo liso
Anafilaxia
(menos potente)
C3a-INA
C4b
Opsonina
Fagocitosis
C4-BP y Factor I
C5a
Desgranulación de basófilos y células cebadas; aumento de permeabilidad vascular, contracción de músculo liso
Anafilaxia
(más potente)
C3a-INA
Quimiotaxis, estimulación del estallido respiratorio, activación de fagocitos, estimulación de citocinas inflamatorias
Inflamación
C5bC6C7
Quimiotaxis
Inflamación
Proteína S (vitronectina)
Unión a otras membranas
Daño de tejidos


-Ejemplo:
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C8_C1inh.jpg







TERCERA LÍNEA DE DEFENSA: SISTEMA INMUNE

Células encargadas de reconocer de forma específica sustancias extrañas (antígenos). Respuesta específica. Memoria-Aprendizaje. Consta de:
a) Componentes celulares: -Linfocitos T y B.
-Otras células: células Natural Killer (NK), células dendríticas, etc.
b) Componentes humorales (secretados por los linfocitos): Anticuerpos.

*Linfocitos B: maduran en la médula ósea y salen a la sangre. Llevan unidos a la superficie de su membrana Ac que actúan como receptores los cuales reconocen al mismo agente extraño. Además son los que fabrican Ac y los expulsan al exterior.
linfocitob.jpg

[[image:file:C:%5CUsers%5CPatri%5CAppData%5CLocal%5CTemp%5Cmsohtmlclip1%5C01%5Cclip_image013.jpg width="259" height="194"]]
*Linfocitos T: salen a la sangra inmaduros y llegan al timo, donde se produce su maduración y selección: los linfocitos que reconocen elementos propios son eliminados (50%) y los linfocitos que son capaces de reconocer elementos extraños salen a la sangre. Hay dos poblaciones de Linfocitos T diferenciadas:
Linfocitos Th (helper, también llamados linfocitos T ayudantes o cooperadores)
Linfocitos Tc (citotóxicos)

sangreLinfocitoT.jpg

[[image:file:C:%5CUsers%5CPatri%5CAppData%5CLocal%5CTemp%5Cmsohtmlclip1%5C01%5Cclip_image015.jpg width="217" height="197"]]
*Receptores para reconocer agentes extraños:

Ac de las células B
Receptores TCR de las células T

*Estructura de las Ig:

seccion_16_03.gif

stru-5.jpg


Los Ac están formados por 4 cadenas polipeptídicas iguales dos a dos: dos cadenas ligeras y dos cadenas pesadas. Se unen por puentes disulfuro entre cisternas. Tienen una región constante que tiene dominios para el reconocimientos del sistema de complemento, de fagotitos…y una región variable que es responsable del reconocimiento de sustancias extrañas. Cada Ac se puede unir a dos agentes extraños iguales. La zona de bisagra permite la apertura o cierre de las cadenas del Ac.

[[image:file:C:%5CUsers%5CPatri%5CAppData%5CLocal%5CTemp%5Cmsohtmlclip1%5C01%5Cclip_image019.jpg width="209" height="232"]] [[image:file:C:%5CUsers%5CPatri%5CAppData%5CLocal%5CTemp%5Cmsohtmlclip1%5C01%5Cclip_image021.gif width="186" height="192"]]
*Antígeno
-Definición: molécula reconocida como extraña por el sistema inmune y que interacciona con los TCR (receptores de las células T) y/o con los anticuerpos desencadenando una respuesta inmunológica. En realidad lo que es reconocido por el sistema inmune es una región del antígeno más pequeña denominada determinante antigénico o epitopo.
–Propiedades: Inmunogenicidad: capacidad de inducir una respuesta inmune específica, humoral y/o celular. En este sentido, antígeno sería sinónimo de inmunógeno. Antigenicidad: capacidad de combinarse con anticuerpos y/o con receptores de células T (TCR). Si una molécula es inmunogénica, también es antigénica; sin embargo, la inversa no siempre es verdad: por ejemplo los haptenos (moléculas de bajo peso molecular capaces de interaccionar con Ac y TCR, pero que sólo producen una respuesta inmune si se combinan con una proteína T) por sí mismos no desencadenan respuesta inmune, pero pueden ligarse a Ac preformados. --Proteínas, lípidos y ácidos nucleicos son reconocidos más fácilmente. Cuanto más compleja es la molécula, mejor es reconocida. Cuanto más grande es la molécula mejor se reconoce (10.000 Da aproximadamente). Los antígenos que no cumplen estas condiciones no son reconocidos por es sistema inmune (por ejemplo los antibióticos no son reconocidos como moléculas extrañas debido a su bajo peso molecular - < 700 Da). -Reconocimiento del Ag: interacción mantenida por puentes de hidrógeno, fuerzas de Van der Waals… Es un reconocimiento espacial, es decir, la duración de la unión del determinante antigénico será mayor cuanto mayor superficie de contacto haya con la oquedad formada entre las cadenas polipeptídicas de los Ac y a mayor duración de la unión mayor eficacia/velocidad en la respuesta inmune (más rápida división de la célula T o B).


*Tipos de Anticuerpos:
-IgM: es pentamérica, es decir, tiene 5 Ac (10 sitios de unión). Es la más primitiva y la que antes se sintetiza al contactar con un Ag. Tiene afinidad baja y avidez alta. Proporciona una protección poco eficaz ya que no sale de los vasos sanguíneos. Su vida media es de 5-8 días. el 10% de las Ig sanguíneas. Activación eficiente del complemento. Su función principal es la atracción de fagotitos y la aglutinación .
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– IgA: en forma de monómeros (sangre) o dímeros unidos por una proteína (mucosas). Constituye el 15% de las Ig. Tiene una función inactivante (bloqueadora). No activa al sistema del complemento. está presente en el suero en baja cantidad. Su vida media es de 6-11 días. Es secretada abundantemente sobre las superficies mucosas. El proceso de secreción añade “el componente secretor” a los dímeros a los que protege de la degradación.
–IgG: muy abundante en suero. Alta afinidad por el antígeno. Su vida media es de 20-30 días. Constituye el 75% de las Ig. Activa al complemento por la vía clásica (2 moléculas). Función opsonizante: los fagotitos reconoce estructuras del dominio constante de las cadenas pesadas. Inactiva virus y toxinas. Aglutinación de Ag. Pueden cruzar la barrera placentaria.
-IgD: están participando en el reconocimiento de Ag exclusivamente en la superficie de los Linfocitos B. en la sangre están en muy baja concentración. –IgE: están en la sangre a muy baja concentración. Se une a los mastocitos o células cebadas participando en los fenómenos de anafilaxia (la liberación de histamina favorece la eliminación de patógenos pero en ciertas personas sensibilizadas produce un aumento en el número de IgE y ante un 2º contacto con el Ag se produce una liberación exagerada de histamina). No atraviesa barrera placentaria.


*Diversidad de los anticuerpos: Cada célula T o B sólo posee un tipo de receptores (anticuerpos o TCR), por lo tanto sólo estos dos tipos de moléculas son capaces de reconocer a un antígeno (Ag), "son las manos del sistema inmune". Pero dentro de la región que reconoce al Ag, pueden encajar diferentes moléculas con mayor o menor afinidad, produciéndose una respuesta inmune y una división de células T o B más rápida cuanto mayor afinidad exista: el Ag, por su afinidad, selecciona el tipo de linfocito (línea celular) que se va a dividir más deprisa que las células portadoras de receptores con menor afinidad por el antígeno. TEORÍA DE LA SELECCIÓN CLONAL (Niels Jerne): cada vez que se divide el linfocito sus receptores de superficie varían, aumentando la afinidad por el Ag. División tras división aumenta la perfección en el reconocimiento específico del Ag y por lo tanto en la respuesta, hasta llegar a la formación de células de memoria.


-Cinética de la respuesta por anticuerpos


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Respuesta inmune de tipo específico: es la respuesta específica que da el sistema inmune al reconocer los determinantes antigénicos. Linfocitos T: se dividen en Th (helper), Tc (citotóxicos: matan a las células que reconocen como extrañas) y Ts (supresores: regulación de la respuesta inmune). Estos subtipos se diferencian por la expresión de diferentes moléculas de superficie: CD4+ en la superficie de Th; CD8+ en la superficie de Tc y CD8+ y otras en la superficie de Ts. Estas moléculas de superficie tienen una función biológica que es la interacción con otras moléculas: CD4+ interaccionan con moléculas de clase II y CD8+ interaccionan con moléculas de clase I. Las moléculas de clase II y de clase I pertenecen al complejo principal de histocompatibilidad (CPH/MHC): conjunto de genes que codifican proteínas en el cromosoma 6 (Chr 6). –Clase I: molécula parecida a los Ac (familia de las Ig). Proteínas formadas por subunidades unidas por puentes disulfuro. Están unidas a la superficie de todas las células excepto de las células nerviosas, espermatozoides y cerebro (donde interesa evitar respuestas inmunológicas e inflamatorias: órganos inmunoprivilegiados). En cada individuo es distinto por lo que se consideran el DNI molecular. No son heredadas por las Leyes de Mendel. En trasplantes son reconocidas por las NK, produciendo el rechazo. –Clase II: su estructura es parecida alas anteriores. A diferencia de las de clase I, éstas sólo se encuentran en las células presentadoras de Ag (CPA) que son células muy primitivas que adquirieron esta función (definición funcional) como los macrófagos, las células dendríticas o las células endoteliales estimuladas con Interferón. Son típicas en cada individuo y heredadas según las Leyes de Mendel: la capacidad para responder a un Ag tiene base genética; la importancia de esto radica en la posibilidad de la recombinación con Ag nuevos y en que no todas las personas responden ante los mismos determinantes antigénicos producidos por las bacterias, por lo que éstas no se pueden especializar en la producción de Ag de superficie que no puedan ser reconocidos por los individuos de una especie determinada. Mecanismo de acción Th (más especializados en bacterias): el macrófago fagocita a una bacteria patógena, formando un fagolisosoma. Una molécula bacteriana de superficie del interior del fagolisosoma es seleccionada y unida a una molécula de clase II. Este complejo es arrastrado hacia la superficie donde “se presenta” para atraer a los linfocitos Th. Los TCR detectan a la molécula bacteriana y envían una señal intracelular a los Th que generará una respuesta de división. Además el Th, antes de dar una respuesta, hace otro tipo de comprobaciones: 1-Comprobación física: las moléculas CD4 comprueban la presencia de moléculas de clase II y envían una señal intracelular al Th si detectan su presencia. También se produce la interacción de otras moléculas de superficie del macrófago con otros receptores del Th, produciéndose otras señales intracelulares de confirmación. 2–Comprobación química: el macrófago emite citocinas como la IL-1 que son detectadas por los receptores de superficie del Th que dan una nueva señal intracelular. El macrófago también fabrica IL-2 que es indispensable para la multiplicación de células hijas y para dar señales intracelulares de comprobación. Mecanismo de acción de Tc (más especializados en virus-): un virus se multiplica dentro de una célula. En el citoplasma de esta célula se encuentran elementos del virus como proteínas de la cápside, etc. Estos elementos se asocian a moléculas de clase I. este complejo es presentado. Primeramente el determinante antigénico es reconocido por los TCR de los Tc, produciéndose una señal intracelular que inducirá a la formación de poros que conduce a la apoptosis de la célula infectada. Antes de que esto ocurra se producen señales de comprobación física: los CD8 detectan la presencia de moléculas de clase I y señales de comprobación química: son debidas al reconocimiento de IL-2 (pirógeno endógeno) que genera una respuesta inflamatoria.
Todos estos procesos tienen lugar en los ganglios linfáticos (acúmulo de linfocitos) o en el bazo: las células presentadoras de antígenos/células dendríticas/langerhans que están ancladas en la piel captan y procesan el Ag y se desplazan por la linfa hasta los ganglios linfáticos regionales, donde se presenta al Ag.
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SISTEMA/SUBSISTEMA INMUNE DE LAS MUCOSAS: Formado por la microbiota +:
-Tejido linfoide asociado a las mucosas (Mucosal Associated Lymphoid Tissues-MALT).
–Áreas anatómicas: Mucosas del aparato respiratorio: mucosas del área nasal (NALT) y mucosa bronquial (BALT). Mucosas del aparato gastrointestinal (GALT). Mucosas del aparato reproductor (urogenital).

*Componentes del sistema inmune de las mucosas:
-IgA: es secretada por las células plasmáticas en la lámina propia y se une a otra proteína protectora ante las proteasas intestinales y el pH ácido. –Células M: se encuentran intercaladas entre las células del epitelio de absorción gastrointestinal y en contacto con los linfocitos y las células dendríticas. Su función no es presentar antígenos, sino que los seleccionan y los introducen en su interior, poniéndolos en contacto con los linfocitos y células dendríticas. Algunos microorganismos han desarrollado mecanismos de evasión de estas células. Los linfocitos se pueden encontrar en forma difusa, en forma de folículos inestables (sin vascularización y sin conexión con el sistema linfático) o en forma de folículos estables (vascularizados y conectados con el sistema linfático).

*Interconexión de la inmunidad de las mucosas:
Los linfocitos T y B poseen tropismo específico por las mucosas, es decir, salen de sus lugares de maduración y llegan a través del sistema circulatorio hasta las mucosas, donde interaccionan con receptores específicos. Allí reaccionan con los antígenos y se forman clones de células; esto es la proliferación de linfocitos. Estos linfocitos pasan a la sangre y se dirigen hacia otras mucosas (diseminación): mucosa pulmonar, glándulas lacrimales, mama y mucosa genital.

*Defensas en la mucosa oral:
Sirve para regular la microbiota propia y para luchar contra los elementos ajenos a la microbiota. Las podemos dividir en defensa de los fluidos (proteínas y péptidos antimicrobianos de los fluidos), defensas de los tejidos (mastocitos, células dendríticas, células de Langerhans) y defensas reclutadas (PMN, linfocitos, monocitos).

Componentes de las bacterias y sus funciones:
- Mucinas: Forman una biopelícula lubricante que protege a la mucosa y los dientes de daños físicos y químicos. Procesos fisiológicos: habla, disolución alimentos, retirada de microorganismos. Glicoproteínas, 30-90% carbohidrato + serin o treonin-galactosilamina glicopéptido. Tipos de mucinas salivales: MG1 (sintetizada en las glándulas salivares mucosas o acini mucosos). Está asociada íntimamente con superficie mucosa. Constituye una barrera frente a toxinas, enzimas hidrolíticos, ácidos, carcinógenos. Retiene a varios factores defensivos del hospedador haciendo que haya altas concentraciones de los mismos cerca de la superficie mucosa (Ej. IgAs). MG1 soluble forma complejos con varias proteínas salivales: amilasa, PRPs, estaterina, histatinas. MG2 (sintetizada por células serosas y glándulas salivares mucosas + glándula parótida) Se diferencian en masa molecular, composición carbohidratos, ácido siálico, estructura con subunidades. Masa molecular: MG1 (MUC5B) > MG2 (MUC7) Carbohidratos: MG1 > MG2.
Características/Función
MG1
MG2
Peso molecular (daltons)
>106
2-2.5x105
Proteína (composición)
14.9%
30.4%
Carbohidratos (composición)
78%
68%
Tamaño oligosacáridos
4-17 residuos
2-7 residuos
Número de oligosacáridos
46
170
Número unidades de ácido siálico
14
67
Sulfato
7%
1.6%
Acidos grasos
Si
Muy escasos
Subunidades
Puentes S-S
1
Conc. en saliva submand/submax
6-8 mg/L
16-18 mg/L
Función protectora (posible)
“Película adquirida”
Eliminación bacterias
Las mucinas participan en la generación de la “película adquirida”. Película adquirida: Capa de 1-2 mm compuesta por lípidos + proteínas salivales (proteínas/glicoproteína: albúmina, lisozima, PRPs, lactoferrina, estaterina) + péptidos. MG1 se localiza en la capa superficial de la película adquirida y MG2 está por debajo. La película adquirida permite la adherencia de los primeros colonizadores bacterianos de las superficies dentales (Streptococcus sanguis, Actinomyces spp.).
-Lisozima: Muramidasa (enzima). Codificada por el cromosoma 12. Proteína catiónica. Masa mol. 14.3 kD. Sintetizada por células mieloides y epitelios glandulares. Saliva de glándula parótida: 10 mg/L. Actividad: rompe enlaces b-1,4 entre NAM-NAG del peptidoglicano (mureína) de la pared celular bacteriana. Actividad microbicida no enzimática debido a su carga positiva (catiónica), formadora de “poros” en la membrana citoplasmática.
-Lactoferrina: Proteína con gran afinidad por hierro libre. 10-20 mg/L saliva; 1 g/L en leche. Producida sólo por neutrófilos (no por otras células mieloides) y epitelio glandular. Codificada por el cromosoma 3 (Homo sapiens). Estructura de un sólo polipéptido; Mm = 80 kD; Dos lóbulos homólogos que captan un átomo de Fe+3 cada uno. Actividad: bloquea el crecimiento microbiano de los microorganismos dependientes de hierro. Actividad directa sobre receptores de la membrana citoplasmática. “Lactoferricina” y “Kaliocina-1” son péptidos derivados de lactoferrina que poseen actividad microbicida.
-Peroxidasa salival: Sialoperoxidasa: Enzima (78 kDa). Única peroxidasa extracelular. Sintetizada por el epitelio de la glándulas salivales (parótida y glándulas submaxilares). Mieloperoxidasa: Enzima procedente de PMN del surco gingival. Representa el 15-20% del total de peroxidasa en saliva. Actividad: Catalizan la reducción de H2O2 a H2O y la oxidación de tiocianato (SCN-). Además: Potencia las actividades de lisozima y lactoferrina; Destruye el H2O2 generado por bacterias; Neutraliza H2O2 sobre la mucosa (efecto antioxidante); Potencia la actividad antimicrobiana del flúor contra Streptococcus mutans.
-Histatinas (HRPs): Péptidos básicos, ricos en histidina, a-hélice (7-38 aa). Producidas por los epitelios de las glándulas salivares, particularmente en parótida y glándulas submandibulares. 50-425 mg/ml saliva (Edgerton et al, 1998). Péptidos candidacidas; algunos son activos sobre S. mutans y P. gingivalis. Se clasifican en dos familias (H3, H5), según la identidad de la secuencia de aminoácidos: Existen 12 histatinas distintas.
-Beta-defensinas: Producidas por cél. epiteliales mucosas. Péptidos catiónicos, anfipáticos (varios tipos). Antibacterianas, antifungicas, antivirales. Mecanismo de acción: “Dianas” aniónicas: LPS, ALT, fosfolípidos (fosfatidilglicerol). Forman “poros” en la membrana bacteriana. Activan mastocitos induciendo la secrección de histamina y prostaglandinas (quimiotaxis PMN).
-Proline-rich proteins (PRPs): Contenido en prolina: 25-40 . 150-170 aa. Cromosoma 12 (Homo sapiens) Multifuncional: Las PRPs mantienen fosfato cálcico salival en estado supersaturado; Son una fracción importante de la “película adquirida” que influye en la adherencia microbiana; Pleomorfismo (algunas variantes han sido asociadas con una mayor susceptibilidad a la caries dental).
-Estaterina: Fosfoproteína. Mm = 43 kD. Cromosoma 4. Mantiene fosfato cálcico salival en estado supersaturado. Forma parte de la “película adquirida”. Implicada en la adherencia bacteriana. Evolutivamente relacionada con las histatinas.
-Cistatinas: Inhibidores de las cistein-proteasas; abundantes en tejidos. Mm ~14 kDa, 120 aa, cromosoma 20 (familia 2), cromosoma 3 (familia 1, 3); derivadas de las secreciones submandibulares. En saliva predominan la cistatinas de la familia 2: cistatina S, cistatina SA, cistatina SN y cistatina C. La cistatina C la sintetizan las células de la serie mieloide. Cistatina C aumenta en la saliva de pacientes con periodontitis o gingivitis. Actividad: Neutralizan a las cisteín-proteasas microbianas; Cistatina SN posee un efecto anti-adhesivo por unirse a las fimbrias bacterianas.




ENLACES DE INTERÉS:

http://pathmicro.med.sc.edu/mayer/IgStruct2000.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Inmunolog%C3%ADa
http://www.arrakis.es/~lluengo/inmunologia.html
http://www.ugr.es/~eianez/inmuno/cap_01.htm
http://www.siicsalud.com/tit/noreinm.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_del_complemento
http://www.inmunologiaonline.com/inmunologia/tema13/etexto13.htm
http://encolombia.com/medicina/alergia/inmunoaler103-01papel.htm

CALENDARIO VACUNAL 2009 (ASTURIAS)







Participaron:
Patricia García Redondo (2007-08)
UO187847@uniovi.es