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Sistema Inmune
Red dinámica de células y moléculas que reconocen y eliminan invasores extraños
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Actividades del sistema inmune
Actividades interrelacionadas: reconocimiento, respuesta y memoria
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Reconocimiento
- –Reconoce una batería de patrones moleculares característicos de grupos comunes de patógenos y los maneja de manera rápida y decisiva.
- –Detecta diferencias químicas sutiles que le permiten distinguir entre un patógeno y el otro
- –Discrimina entre moléculas extrañas y las moléculas propias del cuerpo y sus células – autodiscriminación
- –Capaz de reconocer células alteradas del cuerpo que puedan convertirse en cancerosas
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Respuesta efectora
Después de reconocimiento, se inicia respuesta= mecanismo efector que elimina o neutraliza el invasor
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Multiplicidad de componentes que generan variedad de respuestas efectoras
Cada respuesta está diseñada para eliminar un tipo de patógeno en particular
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Memoria
- –Inducida por ciertos tipos de exposición
- –Caracterizada por la producción de una reacción inmune mas rápida y masiva en ataques subsiguientes
- –Fundamento para vacunación, una forma de educar el sistema inmune
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Dos sistemas que colaboran para proteger el cuerpo
- Sistema de Inmunidad Innata
- Sistema de Inmunidad adaptativa (adquirida)
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Sistema de Inmunidad Innata:
- •mecanismos celulares y moleculares que se despliegan estratégicamente antes de la infección y actúan para prevenir o eliminarla
- •Primera línea de defensa, altamente efectiva, previene infecciones o las elimina en un periodo de horas desde el encuentro con el sistema inmune innato
- •Distingue entre lo propio y lo extraño, pero no de manera específica
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Sistema de Inmunidad adaptativa (adquirida)
- •Se desarrolla en respuesta a infección
- •Adapta, reconoce, elimina y luego recuerda al patógeno invasor
- •Depende de la inmunidad innata y comienza días después de la invasión inicial
- •Segunda línea de defensa que elimina patógenos que evaden la primera o persisten a pesar de ella
- •Consecuencia importante: memoria que permite a las células de este sistema atacar rápida y efectivamente al patógeno invasor en subsiguientes invasiones
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Inmunologia
- •Término “immunis”= exento
- •Inmunidad= estado de protección contra enfermedades infecciosas
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Primer intento de inducir inmunidad deliberadamente:
lo hicieron los chinos y los turcos en el siglo 15, viruela [smallpox] –30% de mortalidad y desfiguración de supervivientes. –Usaban el polvillo de cascara seca de las pústulas inhalado o introducido en cortes pequeños en la piel= variolación
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Edward Jenner Siglo 18
Inocula líquido de la pústula de viruela vacuna en niño de 8 años y luego lo expone intencionalmente a viruela humana, no desarrolló la enfermedad.
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Louis Pasteur
- –Inducción de inmunidad contra el cólera aviar.
- –Cultivo viejo de microorganismo causante de la enfermedad, fue inyectado inyecta en pollos, estos no desarrollaron enfermedad.
- –Hizo cultivos nuevos, inyectó pollos no inoculados e inoculados con el viejo, estos últimos no desarrollaron la enfermedad
- –Hipótesis de Pasteur, vejez debilita virulencia del patógeno, los cultivos con sepas “atenuadas” se pueden administrar para proteger contra la enfermedad.
- –Acuñó el término vacuna en honor a Jenner
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Extension de las investigaciones de Pasteur:
anthrax [Bacillus anthracis] utiliza ovejas
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1885, primera vacuna a un humano
un niño que había sido mordido por un perro rabioso. Este fue inoculado una serie de preparaciones atenuadas del virus de la rabia.
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Vacunación
- •1977, último caso de viruela en Somalia
- •Erradicada por vacunación universal
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Beneficio de la vacunacion universal
se erradica la enfermedad hace innecesaria la vacunación universal, la vacuna tiene poco riesgo para las personas que se exponen a ellas, al igual que las personas que se exponen a vacunas mas recientes.
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Problema de la vacunacion universal
con el tiempo aumentará el número de personas que no tienen inmunidad contra la enfermedad
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Bioterrorismo
reintroducción de patógeno a la población artificialmente. Viruela una de las amenazas mas potentes. Se están desarrollando vacunas nuevas y mas seguras.
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Erradicación de polio, cerca OMS [organización mundial de la salud]
intento de vacunación universal, rumores de esterilidad en varones atrasa, educación sobre beneficios poco a poco, erradicada en algunos países
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Reto principal de las vacunas:
- •No hay vacunas efectivas contra enfermedades altamente mortales como malaria y AIDS. Inmunólogos hoy día usan biología celular, molecular, genomics y proteomics para tratar de prevenir estas enfermedades.
- •Países subdesarrollados, no llegan vacunas, manejo, buscando alternativas de administración sin aguja
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Emil von Behring y Shibasaburo Kitasato 1890, premio Nobel en 1901
•Demuestran que el suero [parte líquida de la sangre coagulada, [separada de células por centrifugación] de los animales que se habían inmunizado previamente con difteria podía transferir inmunidad a animales que no se habían inmunizado.
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Investigaciones sobre las vacunas
- •Demuestran que existe un componente activo del suero inmune que neutraliza toxinas, precipita toxinas y aglutina bacterias.
- •Agente activo se llamó antitoxina, precipitina y aglutinina dependiendo de la actividad que exhibiera.
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1930, Elvin Kabat
descubre la gamma globulina [ahora Inmunoglobulina] como responsable de las tres actividades.
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Anticuerpo
molécula activa en la fracción de Ig. Término se puede usar indistintamente, pero usualmente Ac se usa para nombrar Ig con especificidad conocida para un antígeno en particular.
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Inmunidad Humoral
Dado que los Ac se encontraron en los fluidos del cuerpo [entonces conocidos como humores]
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Vacuna produce
inmunidad activa
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Transferencia de Ac por antisueros confiere [ambas pueden ser naturales o artificiales]
inmunidad pasiva
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Pasiva
se usa para profilaxis preventiva, se anticipa exposición o la persona está inmunológicamente comprometida
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1883, Elie Metchnikoff
- •Células contribuyen también al estado inmune de un animal.
- •Observa que ciertas células blancas de la sangre ingerían [fagocitaban] microorganismos y otro material sólido extraño. Les llama fagocitos.
- •Estas células se presentaban mas activas en animales inmunizados, por lo que el investigador establece la hipótesis de que los fagocitos son los principales efectores de inmunidad. •Las células que identifica Metchnikoff eran con toda probabilidad los monocitos y los neutrófilos. [Inmunidad Celular]
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Inmunidad Humoral vs. Celular
Hoy es obvio que ambos grupos estaban en lo correcto: ambas se necesitan para producir una respuesta inmune completa
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1940: Merrill Chase
experimento clave “The Rockefeller Institute” transfiere inmunidad contra tuberculosis entre conejillos de india, transfiriendo células blancas de la sangre entre ellos. se produce un mayor interés en inmunidad celular
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Linfocito
se identifica como la célula responsable de inmunidad humoral y celular
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Linfocitos T y linfocitos B
- -uno que se produce en el timo
- LT involucrados en inmunidad celular
- -se produce en la Bursa de Fabricio [recrecimiento de la cloaca de las aves] LB en inmunidad humoral.
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Especificidad
la presenta la molécula de Ac hacia una molécula extraña en particular o antígeno
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Antígeno
término general para una sustancia que se une a un anticuerpo
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1900, Jules Bordet
Instituto Pasteur, expande concepto de inmunidad mas allá de las enfermedades infecciosas demostrando que otras sustancias no patógenas , tales como las células rojas de la sangre de otras especies, podían servir de Ag.
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Karl Landstainer
demuestra que inyectar un animal con casi cualquier tipo de molécula orgánica inducía la producción de anticuerpos que se unían específicamente con la molécula. –Estos experimentos demostraron que los anticuerpos tenían una capacidad casi ilimitada de reactividad, inclusive respuesta a compuestos recientemente desarrollados en el lab inexistentes en la naturaleza. –Se demuestra además que el mas mínimo detalle de diferencia entre moléculas, se distingue por diferentes Ac
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1900 Paul Erlich- Teoría de selección
- •Propone que células de la sangre expresan receptores variados “side chain receptors” que reaccionaban con los agentes infecciosos y los inactivan.
- •El receptor se une al agente infeccioso como llave y cerradura (enzimas)
- •La interacción de ambos hacía que la célula produjera y liberara más receptores con la misma especificidad
- •Especificidad del receptor existe en el hospedero antes de la exposición con el Ag, el Ag selecciona el receptor apropiado.
- •Todos los aspectos de esta teoría se comprobaron, con la excepción de que el receptor existe también como molécula de Ac soluble. La célula lo secreta de esta forma, no libera el receptor.
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1930-40 se reta la teoría de selección, teoría instruccional-
- •Ag determina especificidad, sirve de molde alrededor del cual se forma el Ac, molécula de Ac en teoría asume la configuración complementaria al Ag que le sirve de molde
- •En los 1960 se prueba errónea esta teoría, en esta época emerge información sobre la estructura de las proteínas, RNA y DNA que proveerá mas información que permite explicar la forma en que un individuo puede fabricar anticuerpos contra casi todo.
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Niels Jerne, David Talmadge y F. Macfarlane Burnet que refinaros la teoría que mas tarde se conoce como la Teoría de Selección Clonal
–Linfocito individual expresa receptores en su membrana que son específicos para un solo antígeno en particular. –Esta especificidad única del receptor se determina antes de que el linfocito se exponga al Ag –La unión del Ag a este receptor activa la célula, haciendo que se divida en un clon de células que tienen la misma especificidad inmunológica que la parental. •La teoría de selección clonal se ha refinado aún más y se acepta en la actualidad como paradigma de la inmunología moderna.
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Patógenos
organismos que causan enfermedad
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Patogenicidad
modo en que atacan su hospedero
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El tipo de mecanismo inmune que se pone en funcionamiento depende de si el invasor es:
intracelular o extracelular
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Extracelular
invade los espacios entre las celulas y alli se divide, mas accesible. Bacterias, hongos y parasitos. Pronto reconocimiento de celulas, Ac. Seguido de mecanismos inmunes celulares y moleculares que eliminan el patogeno
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Intracelular
- pueden invadir la célula, el interior de la misma, hay que destruir la célula infectada.
- Virus, hay que destruir la célula infectada antes de que el virus complete su ciclo de replicación.
- (núcleo o citoplasma) se atacan destruyendo la célula infectada, lo que interfiere con
- el ciclo de vida del patógeno y expone los patógenos que se liberan de la célula muerta a las moléculas solubles del sistema.
- (vesículas intracelulares) se atacan activando la célula infectada para que intensifique su actividad antimicrobiana (macrógafos).
- Sin embargo la mayor parte de los patógenos, están presentes en los espacios extracelulares y pueden ser neutralizados por anticuerpos.
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La mayor parte de los patógenos solo infectan una
especie hospedera o especies relacionadas, es por eso que los humanos se
infectan poco frecuentemente por transmisión de otras especies de vertebrados,
tales como los animales domésticos con los cuales el hombre esta en contacto
cercano, o se los come.La mayor parte de las
infecciones en los humanos surgen ppor
transmisión de otras personas que ya estan
infectadas, directa o indirectamente (atraves
de otras especies)
La habilidad de los diferentes patógenos de sobrevivir
fuera del cuerpo varía considerablemente
y determina la facilidad con la que se riega una enferemedad. Ántrax- espora que resisten calor y desecación por lo
que puede atravesar largas distancias y sufrir “malos tratos” antes de pasar de
una persona a otra (guerra biologica) HIV es bien
sensitivo a cambios ambientales por lo que solo puede transmitirse por contacto
directo de persona a persona a traves de líquidos y
células.
Para establecer un infección el patógeno tiene que
colonizar el tejido en cantidades suficientes para sobrepasar y aturdir alas
células y moléculas de inmunidad innata que rápidamente se reclutan en el lugar
de la invasión. Aún bajo estas circunstancias los efectos serían
insignificantes si no se puede regar la infección dentro del cuerpo. Los
patógenos extra usualmente se transportan a otros tejidos por medio de la
sangre o la linfa, lo que lleva a la iniciación de una respuesta inmune
adaptativa en el tejido linfático secundario. Las infecciones intracelulares se
riegan de una célula a sus vecinasdentro del rtejido, o liberando agentes
infeccoiosos que se rieguen por
los líquidos extracelulares, llevando también a que se inice una respuesta inmune
adaptativa.
Caracteristicas que determinan patogenicidad
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Caracteristicas que determinan patogenicidad
- •Especificidad: La mayor parte de los patógenos solo infectan una especie hospedera o especies
- relacionadas.
- •Capacidad de supervivencia fuera del organismo hospedero(esporas, cápsulas y otros). Ventaja en transmisión.
- •Cantidad de agentes que logran acceso al cuerpo.
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Infecciones oportunistas
- •Infecciones oportunistas
- –Patógenos que se encuentran en el ambiente pero no causan problemas en individuos con sistema inmunológicofuerte.
- –Deficiencias en función inmune, estos organismos pueden invadir y causar enfermedad
- •Candida albicans (thrush- rash en mucosa oral y vaginal, puede producir candidiasis sistémica que puede ser mortal)
- •Herpesvirus simplex- normalmente causa lesiones pequeñas en los labios y genitalia
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Transferencia de Señales –
“signaling”
- Moléculas del sistema inmune son citokinas y quimiokinas
- Comunicación entre células (intercelular) o dentro de las células (intracelular)- “signaling”
- Reacción entre ligando (molécula soluble) y molécula incrustada en la membrana celular(receptor)
- Reacción entre moléculas incrustadas en la membrana celular de dos células
- Induce a adaptaciones metabólicas en la célula
- Actividad que se produce como resultado puede ser la síntesis y/o la secreción de ciertas proteínas, diferenciación o iniciación o cesación de funciones específicas.
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La inmunidad adaptativa exhibe cuatro atributos inmunológicos:
- Especificidad
- Diversidad
- Memoria
- Reconocimiento de propio y extraño
- El alto grado de especificidad reside en moléculas: anticuerpos y receptor de L-T (reconocen y se unen a Ag específicos)
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Inmunidad innata y adaptativa
- El Ac reconoce e interactúa directamente con el
- Ag,
cuendo se encuentra con este en los líquidos del cuerpoEl receptor del LT solo reconoce Ag combinado con moléculas MHC, Major Histocompatibility complex, que se encuentran en las membranas de las células del cuerpo.- Las subpoblaciones de LT principales son el LT CD4 o ayudante; y el LT CC8 o citotóxico.
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Disfunciones
- Inmunodeficiencias, (congénitas y adquiridas
- Autoinmunidad (congénita o adquirida)
- Hipersensitividad (alergias, asma…)
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