I. PRINCIPALES TEMAS
Nota: se subraya en amarillo lo más importante
1. Concepto de infección.
Invasión y multiplicación de agentes patógenos en los tejidos de un organismo.
2. Mecanismos de defensa orgánica.
2.1. Inespecíficos. Barreras naturales (primarias y secundarias) y respuesta inflamatoria.
Ver los dos primeros vídeos de Efi-ciencia (arriba)
La respuesta inflamatoria se produce como consecuencia de un golpe, una herida o una infección, así como en algunas enfermedades autoinmunes (p.ej. la artritis).
Primero, se produce una liberación de citocinas que van a atraer a los mastocitos del tejido conjuntivo, los cuales van a liberar sustancias inflamatorias como la histamina y la heparina, que producen vasodilatación y aumento de la permeabilidad capilar. También prostaglandinas y tromboxanos, que van a producir aumento de la temperatura y dolor. También producen más citocinas (retroalimentación positiva), que van a atraer a los neutrófilos (micrófagos) y macrófagos (procedentes de monocitos), que van a fagocitar a los microbios, que producen mediadores de la inflamación como las IL1 (interleucinas 1) y más prostaglandinas, continuando la retroalimentación positiva. También presentan en su superficie antígenos de los microbios fagocitados a a los linfocitos T, y también a los B.
MANIFESTACONES CLÍNICAS O SÍNTOMAS DE LA INFLAMACIÓN Y MECANISMOS QUE LOS DESENCADENAN:
1. CALOR Y RUBOR (enrojecimiento): se deben al aumento del volumen de sangre en el tejido dañado, que se produce como efecto de la vasodilatación producida por algunos mediadores de la inflamación, como la histamina y las prostaglandinas.
2. TUMOR (hinchazón): se debe a la acumulación de leucocitos (neutrófilos y macrófagos derivados de monocitos) y plasma sanguíneo.
3. DOLOR: se debe a la presión y a la acción de algunos mediadores de la inflamación, como las prostaglandinas y tromboxanos, sobre la terminaciones nerviosas del dolor.
1. Defensas primarias (mecánicas, químicas y biológicas) y secundarias: son inespecíficas.
2. Defensas secundarias: Sistema inmunitario innato: Fagocitos: monocitos y granulocitos (basófilos, eosinóflos y neutrófilos)
a) Monocitos sanguíneos, que se convierten en Macrófagos tisulares.
b) Neutrófilos o micrófagos. Forman el pus (junto a bacterias muertas) blanquecino pues son glóbulos blancos.
c) Basófilos sanguíneos, que junto a los Mastocitos del tejido conjuntivo intervienen en las reacciones alérgicas e inflamatorias, liberando histamina, eicosanoides (prostaglandinas, tromboxanos y leucotrienos) que hacen que la zona inflamada se caliente, dificultando la supervivencia bacteriana, citocinas e interferones que son proteínas que atraen quimiotácticamente a los fagocitos, además de activar a los linfocitos T citotóxicos.
d) Eosinófilos. Participan en infestaciones (por gusanos como los nemátodos que producen la filariasis linfática o elefantiasis, o la triquinosis) o infecciones por parásitos intracelulares (como el Plasmodium de la malaria o paludismo).
2. Defensas secundarias: Sistema inmunitario innato: Fagocitos: monocitos y granulocitos (basófilos, eosinóflos y neutrófilos)
a) Monocitos sanguíneos, que se convierten en Macrófagos tisulares.
b) Neutrófilos o micrófagos. Forman el pus (junto a bacterias muertas) blanquecino pues son glóbulos blancos.
c) Basófilos sanguíneos, que junto a los Mastocitos del tejido conjuntivo intervienen en las reacciones alérgicas e inflamatorias, liberando histamina, eicosanoides (prostaglandinas, tromboxanos y leucotrienos) que hacen que la zona inflamada se caliente, dificultando la supervivencia bacteriana, citocinas e interferones que son proteínas que atraen quimiotácticamente a los fagocitos, además de activar a los linfocitos T citotóxicos.
d) Eosinófilos. Participan en infestaciones (por gusanos como los nemátodos que producen la filariasis linfática o elefantiasis, o la triquinosis) o infecciones por parásitos intracelulares (como el Plasmodium de la malaria o paludismo).
2.2. Específicos. Concepto de respuesta inmunitaria.
Defensas terciarias: el sistema inmunitario adaptativo (los linfocitos): son específicas
Respuesta inmunitaria adaptativa
Respuesta Primaria
1. Detección de los Ag foráneos por los macrófagos, fagocitosis y exhibición de fragmentos peptídicos (epítopos) del Ag en su superficie.
2. Activación del linfocito colaborador (Th) mediante la presentación del Ag. Al activarse libera interleucinas, con 3 efectos:
a) Activan a los linfocitos Tc o citotóxicos (respuesta celular), debido principalmente a la acción de las interleucinas Interferón-gamma y TNF (Factor de Necrosis Tumoral)
b) Activan a los linfocitos B (respuesta humoral).
c) Producen linfocitos Th de memoria (respuesta secundaria por memoria inmunológica).
3. Inactivación del Ag: Reacción Ag-Ac (ver más abajo).
Respuesta Primaria
1. Detección de los Ag foráneos por los macrófagos, fagocitosis y exhibición de fragmentos peptídicos (epítopos) del Ag en su superficie.
2. Activación del linfocito colaborador (Th) mediante la presentación del Ag. Al activarse libera interleucinas, con 3 efectos:
a) Activan a los linfocitos Tc o citotóxicos (respuesta celular), debido principalmente a la acción de las interleucinas Interferón-gamma y TNF (Factor de Necrosis Tumoral)
b) Activan a los linfocitos B (respuesta humoral).
c) Producen linfocitos Th de memoria (respuesta secundaria por memoria inmunológica).
3. Inactivación del Ag: Reacción Ag-Ac (ver más abajo).
4. Desactivación de la respuesta inmunitaria por los linfocitos T supresores.
Una vez controlada la infección, la respuesta inmune se debe suprimir, pues si quedase permanentemente activada podría crear problemas de hiperinflamación.
Respuesta celular
Predomina en la infecciones víricas, por endoparásitos y frente a c. cancerosas. Destruyen cualquier c. que contenga los Ag que los han activado, a través de las perforinas, que forman poros en la superficie de la c. diana, lo que lleva a la lisis celular.
Respuesta humoral
Predomina en las infecciones bacterianas y fúngicas. Cuando las interleucinas liberadas por los Th interaccionan con los linfocitos portadores del epítopo, se produce la activación de los linfocitos B, que se transforman en c.plasmáticas productoras de Ac o en linfocitos B de memoria.
5. Respuesta inmunitaria secundaria: diferencias con la primaria.
Es más rápida y se liberan más Ac.
Ver gráfica más abajo.
3. Concepto de inmunidad y de sistema inmunitario.
INMUNIDAD: Estado de resistencia natural o adquirida que poseen algunos organismos frente a una determinada enfermedad o al ataque de un agente infeccioso o tóxico.
El sistema inmunitario es el sistema de defensa del cuerpo contra las infecciones
3.1. Componentes del sistema inmunitario: moléculas, células y órganos.
Se clasifican en primarios, en los que se forman y maduran los linfocitos, y en secundarios, donde se activan. Son primarios La MOR y el timo y secundarios el bazo y los ganglios linfáticos.
Médula ósea: la MOR (médula ósea roja de los extremos de los huesos largos, como el fémur) es un órgano linfoide primario, es decir, donde se forman los linfocitos y donde maduran , en mamíferos, los linfocitos B.
Bazo: es un órgano linfoide secundario (donde se activan los linfocitos) donde hay abundancia de linfocitos de ambos tipos, por lo que interviene en la inmunidad humoral y celular.
Timo: órgano linfoide primario donde se produce la maduración de los linfocitos T.
Ganglios linfáticos: nódulos intercalados en el sistema linfático con funciones similares al bazo. Abundan especialmente en ciertas partes del organismo, como la ingle, las axila o el apéndice. Actúan como órganos linfoides secundarios.
b) Células del Sistema Inmunitario:
Macrófagos: Células de gran tamaño que tienen capacidad de fagocitar partículas grandes y que se encarga de destruir los antígenos (y las células que los transportan) y de presentarlos a los linfocitos encargados de iniciar el proceso inmunológico.
Neutrófilos: Se llaman neutrófilos porque no se tiñen con colorantes ácidos ni básicos, por lo que su citoplasma al microscopio óptico aparece de color rosa suave. su consistencia le facilita atravesar las paredes de los vasos sanguíneos para migrar hacia los tejidos, ayudando en la destrucción de bacterias y hongos y respondiendo a estímulos inflamatorios. A este fenómeno se le conoce como diapédesis.
Los neutrófilos normalmente se encuentran en el torrente sanguíneo. Pero, durante el inicio agudo de la inflamación, particularmente como resultado de infección bacteriana, son unos de los primeros migrantes hacia el sitio de inflamación, dirigidos por señales químicas (mediadores de la inflamación) como interleucinas e interferón, en un proceso llamado quimiotaxis. Son las células predominantes en el pus.
La liberación de los neutrófilos desde los vasos sanguíneos está condicionada por la liberación de histamina (liberada por mastocitos) y TNF-α (Factor de Necrosis tumoral liberado por macrófagos).
Linfocitos: Los linfocitos son células del sistema inmunitario. Son un tipo de leucocito que provienen de la diferenciación linfoide de las células madre hematopoyéticas ubicadas en la médula ósea y que completan su desarrollo en los órganos linfoides primarios y secundarios. Hay de dos tipos: B (productores de anticuerpos) y T, que a su vez, se subdividen en varios tipos, como los citotóxicos, los auxiliares (algunos de ellos de memoria) y los supresores. Hay un tipo de linfocitos (los NK o Natural Killers, que se consideran parte del sistema inmune innato). Los NK identifican y matan las c. tumorales y las infectadas por virus.
Células cebadas (mastocitos): Los mastocitos o células cebadas son células pertenecientes al sistema inmunitario originadas por células hematopoyéticas de la MOR. Se encuentran en la mayoría de los tejidos del cuerpo. Son conocidos por su relación con la alergia y la anafilaxis (reacciones exageradas), la artritis (enfermedad autoinmune) y en la defensa contra bacterias y parásitos.
c) Moléculas del Sistema Inmunitario:
Anticuerpos: Los anticuerpos (también conocidos como inmunoglobulinas, abreviado "Ig") son glucoproteínas producidas por las c. plasmáticas (linfocitos B maduros) en respuesta a la presencia de un Ag. Pueden encontrarse de forma soluble en la sangre u otros fluidos corporales de los vertebrados, disponiendo de una forma idéntica que actúa como receptor de membrana en los linfocitos B y son empleados por el sistema inmunitario para identificar y neutralizar microorganismos como bacterias y virus. Se unen específicamente a los antígenos.
Ver su estructura y tipos más abajo.
Interferón: Los interferones (IFNs) son un grupo de proteínas señalizadoras producidas y secretadas por células NK y linfocitos T como respuesta a la presencia de diversos patógenos, como virus, bacterias o parásitos y a c. tumorales. Generalmente, una célula infectada por un virus secretará interferones, generando una activación en las defensas antivirales en las células cercanas.
Interleucinas: Las interleucinas o IL), son un conjunto de citocinas (proteínas ,que actúan como moléculas mensajeros químicos a corta distancia, en la comunicación celular). La función del sistema inmunológico depende en gran parte de las interleucinas. Su principal papel es regular los eventos que atañen a las funciones de las células del sistema inmunitario, como su activación, diferenciación o proliferación, la secreción de Ac o la quimiotaxis.
Sistema del complemento: Consta de un conjunto de glucoproteínas reacciones en cadena (el producto de una reacción actúa sobre otra), cuyas funciones son potenciar la respuesta inflamatoria, facilitar la fagocitosis y dirigir la lisis de células incluyendo la apoptosis.
3.2. Concepto y naturaleza de los antígenos.
Son sustancias heterogéneas (proteínas, oligosacáridos, etc.) que normalmente no posee el organismo y que desencadenan la producción de anticuerpos específicos contra ellos.
3.3. Tipos de respuesta inmunitaria adaptativa: humoral y celular.
Está explicado más arriba
4. Respuesta humoral.
Es la respuesta inmunitaria adaptativa o específica mediada por anticuerpos. Tras la inactivación del antígeno por el anticuerpo, sigue la fagocitosis producida por los macrófagos o neutrófilos.
4.1. Concepto, estructura y tipos de anticuerpos.
Anticuerpos o Inmunoglobulinas
Concepto: son glucoproteínas plasmáticas específicas para determinados antígenos que son producidas por las células plasmáticas, derivadas de los LINFOCITOS B.
Estructura:
Son, al contrario que los antígenos, moléculas con una estructura similar, pues son proteínas o glucoproteínas ya que tienen un pequeño oligosacárido unido a cada cadena pesada, en rojo en el dibujo) producidas por las c. plasmáticas que se unen específicamente a los antígenos, para destruir o neutralizar a los microbios.
La unidad básica, que se corresponde con la Ig G, tiene forma de Y, con dos cadenas ligeras (L) y dos pesadas (H), cada una de ellas tiene en su parte superior un dominio variable (parátopo), específico del epítopo o determinante antigénico.
Son, al contrario que los antígenos, moléculas con una estructura similar, pues son proteínas o glucoproteínas ya que tienen un pequeño oligosacárido unido a cada cadena pesada, en rojo en el dibujo) producidas por las c. plasmáticas que se unen específicamente a los antígenos, para destruir o neutralizar a los microbios.
La unidad básica, que se corresponde con la Ig G, tiene forma de Y, con dos cadenas ligeras (L) y dos pesadas (H), cada una de ellas tiene en su parte superior un dominio variable (parátopo), específico del epítopo o determinante antigénico.
Tienen 2 cadenas ligeras y 2 pesadas, unidas por puentes disulfuro. Ambas tienen una región común y una región variable en la parte superior, por la que se unen a los Ag.
Hay 5 tipos:
A. Forman dímeros presentes en las secreciones, como la leche materna, y protegen las mucosas, como la vaginal. Realizan la opsonizacíón, uniéndose al antígeno y así facilitando su fagocitosis.
D. Monómeros que constituyen menos del 1% de las Ig. No son producidas por las c. plasmáticas ni se suelen encontrar en el plasma, sino que se encuentran en la superficie de los linfocitos B circulantes. Abundan en las personas con mieloma, aunque su papel es desconocido.
E. Monómeros localizados en la superficie de los mastocitos y basófilos que intervienen en las reacciones alérgicas o de hipersensibilidad.
G. Son los más abundantes, especialmente en la respuesta secundaria. Estos monómeros los recibe el feto a través de la placenta. Son los únicos que pueden atravesar la placenta. Realizan la opsonización, facilitando la fagocitosis. Pueden activar el Sistema del Complemento. Se encuentran en el suero sanguíneo, líquido intersticial intercelular y la leche materna.
M. Forman pentámeros. Intervienen en la respuesta primaria (primera reacción ante la invasión). Solo se encuentran en l suero sanguíneo.
4.2. Células productoras de anticuerpos: linfocitos B/ células plasmáticas (linfocitos B activados).
Son los responsables de la respuesta humoral. En mamíferos se forman en la MOR, presentando en su membrana unos receptores de Ag en forma de Y (Ac de membrana o de superficie). Al unirse específicamente a los Ag, desarrollan su RER y se transforman en c. plasmáticas y comienzan a producir Ac plasmáticos o libres.
4.3. Reacción antígeno-anticuerpo.
5. Respuesta celular.
5.1. Concepto.
Es la respuesta inmunitaria adaptativa que se lleva a cabo por los linfocitos T.
5.2. Tipos de células implicadas: linfocitos T, macrófagos.
6. Respuestas primaria y secundaria. Memoria inmunológica.
Gracias a los linfocitos con memoria (B y Th), tras un primer contacto con el Ag, el organismo queda preparado para actuar más rápida y eficazmente en un segundo contacto con el Ag. Gracias a estos linfocitos, el organismo está inmunizado y se puede conseguir tras superar la enfermedad infecciosa o por vacunación. La primaria es más lenta y se producen menos Ac, siendo la mayoría Ig M. Por el contrario, la secundaria es una respuesta más rápida y se producen más Ac, predominando las Ig G.
7. Tipos de inmunidad.
7.1. Congénita y adquirida.
CONGÉNITA O INNATA. Nacemos con ella. P.ej, somos inmunes al VIS (Virus de Inmunmodeficiencia de los Simios). En ella actúan los mecanismos inespecíficos de las barreras secundarias (fagocitos).
ADQUIRIDA: La adquiere el individuo a lo largo de la vida, de diversas maneras:
7.2. Natural y artificial.
NATURAL. Al recibir (pasivamente) Ac de nuestra madre (vía placenta las IgG o vía lactancia las Ig A o G) o al superar (activamente) una infección (linfocitos con memoria, p.ej. los niños que cogen la varicela no necesitan vacunarse de ella).
ARTIFICIAL. A través de sueros (pasivamente con Ac) o de vacunas (con Ag para que nosotros produzcamos activamente los Ac).
7.3. Pasiva y activa.
PASIVA. recibimos los Ac. Puede ser de nuestra madre (natural) o por sueroterapia (artificial).
ACTIVA. Recibimos los Ag (en la nueva generación de vacunas de ARNm recibimos la información genética para fabricar nosotros mismos los Ag) para que, de un modo activo, nuestros linfocitos B produzcan Ac específicos (artificial). También es activa cuando el propio individuo supera la enfermedad.
7.4. Sueros y vacunas. Importancia en la lucha contra las enfermedades infecciosas.
SUEROS. Contienen los Ac (pueden proceder de animales, como los caballos, o de personas que hayan superado la enfermedad). Ventajas: si ya la persona está infectada o se puede infectar en los próximos días, le va a ayudar a combatir la infección o a prevenirla (por poco tiempo). Por tanto, es un método curativo. INMUNIDAD ARTIFICIAL PASIVA.
Desventajas: los Ac recibidos no duran mucho tiempo en nuestra sangre.
VACUNAS: Contienen los Ag o el ARNm para que lo fabriquen nuestras células, y nuestros linfocitos B activados, se van a encargar de generar Ac (respuesta inmune primaria). Además van a estimular la producción de LINFOCITOS CON MEMORIA, esenciales para quedar inmunizados. Las vacunas producen respuesta tanto humoral (producción de anticuerpos) como celular (activación de linfocitos T). Es un método preventivo. En un 2º contacto con el Ag, se produce una respuesta secundaria. INMUNIDAD ARTIFICIAL ACTIVA.
Ventajas: proporcionan una inmunidad a largo plazo, de modo que nos previene de infectarnos. Desventaja: constituyen una técnica preventiva, no curativa. Por lo tanto hay que vacunarse antes de haberse infectado.
Importancia de las vacunas en el control o erradicación de las enfermedades infecciosas
La primera vacuna la creó a finales del siglo XVIII el médico inglés Jenner contra la viruela a partir del virus de la viruela vacuna (de las vacas). Ya en el siglo XIX, Pasteur creó la vacuna contra la rabia y otras. La palabra "vacunación" la acuñó Pasteur en honor a Jenner.
La Real Expedición Filantrópica de la Vacuna, también conocida como Expedición Balmis en referencia al médico español Balmis, fue una expedición de carácter filantrópico que dio la vuelta al mundo y duró desde 1803 hasta 1806. Su objetivo era en principio que la vacuna de la viruela alcanzase todos los rincones del Imperio Español, ya que la alta letalidad del virus estaba ocasionando la muerte de miles de niños. Se considera la primera expedición sanitaria internacional de la historia. La vacuna la transportaron en un barco un grupo de 22 huérfanos en sus propios cuerpos. Un primer niño era inoculado con las vesículas de las vacas. Tras una semana, le aparecían sus propias vesículas, con la que se inoculaba al siguiente, etc.
Gracias a las vacunas se ha erradicado la viruela y casi se ha erradicado la poliomelitis. Hay esperanzas puestas en la vacuna de la malaria o contra otros virus agresivos como Ébola, Zika, etc. Gracias a las vacunas anti-covid, a pesar de algunos efectos secundarios, graves en algunos casos, logramos superar la pandemia y a volver a la normalidad. Actualmente muchas vacunas se hacen por ingeniería genética utilizando vectores víricos que utilizan otros virus que portan en su genoma inserto el genoma o un trozo del genoma del virus que se quiere combatir o en plásmidos como en la vacuna contra la hepatitis B. La nueva generación de vacunas, que se utilizaron masivamente para prevenir la CoViD-19 son las vacunas de ARNm, con un futuro muy prometedor, incluso para prevenir ciertos tipos de cáncer.
II. OBSERVACIONES
1. No se pretende que se explique exhaustivamente el proceso de inflamación sino sólo mencionar los mecanismos que desencadenan las
manifestaciones clínicas de dicha respuesta.
2. Cuando se trate el tema de enumerar los componentes del sistema inmunitario e indicar su función, éste se considera que debe tener un
carácter introductorio. Se sugiere la mención y el conocimiento de la función de, al menos, los siguientes elementos del sistema
inmunitario: médula ósea, bazo, timo, ganglios linfáticos, macrófagos, neutrófilos, linfocitos, células cebadas (mastocitos o basófilos),
anticuerpos, interferón, interleucinas y sistema del complemento.
3. Es conveniente incidir en que los antígenos son sustancias heterogéneas mientras que los anticuerpos tienen una estructura molecular
similar y en que los anticuerpos son específicos contra los antígenos.
4. Con relación a los distintos tipos de anticuerpos, para evitar una clasificación en forma de tabla, sería suficiente que el alumno conociera
que los anticuerpos desempeñan distintas funciones biológicas y en distintas localizaciones, y que supiera indicar alguna característica
diferencial de los mismos. Por ejemplo, saber que no todos los tipos de anticuerpos atraviesan la placenta (solo la IgG); que en el período
inicial de la infección predomina notablemente un tipo de inmunoglobulina (IgM); que en las secreciones es mayoritario otro tipo (IgA), y
que un tipo es específico de la respuesta alérgica (IgE).
5. Debe quedar claro en la explicación de la respuesta humoral que, tras la inactivación del antígeno por el anticuerpo, sigue la fagocitosis
producida por los macrófagos o neutrófilos.
6. Se deben explicar los conceptos de hipersensibilidad, autoinmunidad e inmunodeficiencia (natural y adquirida), utilizando ejemplos para
ello, por ejemplo: de hipersensibilidad, las alergias; de inmunodeficiencia, los niños burbuja o el sida; de autoinmunidad, la esclerosis
múltiple, ELA, lupus eritematoso o diabetes tipo I.
7. Respecto a las vacunas, se debe incidir que éstas producen respuesta tanto humoral (producción de anticuerpos) como celular (activación
de linfocitos T). Con respecto a la importancia de las vacunas en la salud se recomienda hacer referencia a la erradicación de la viruela y la poliomielitis,
así como en las esperanzas puestas en la vacuna de la malaria o contra otros virus agresivos como Ébola, Zika, etc.
9. El ciclo del virus del SIDA deberá recoger los siguientes apartados: adsorción, penetración, transcripción inversa, inserción en el ADN,
transcripción del ARN vírico, traducción de proteínas víricas, ensamblaje del virus y liberación (gemación). No es necesario el
conocimiento exhaustivo de los procesos moleculares implicados en el desarrollo del ciclo.
10. El alumno debe reconocer la importancia de la compatibilidad entre las proteínas de membrana conocidas como MHC (complejo principal
de histocompatibilidad o también HLA) del órgano donado y los linfocitos T de la persona que lo recibe
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