El Sistema Immunitari: Conceptes Fonamentals i Patologies

I 62 flashcards i 42 preguntes més al document.

Text del document

Immunologia Disciplina que estudia tot el que està relacionat amb la immunitat a les infeccions, és a dir, el sistema immunitari. El conjunt de cèl·lules, teixits i molècules implicades en els processos d'immunització forma el sistema immunitari. Aquest té la capacitat de reconèixer molècules estranyes a l'organisme, fet que provoca una sèrie de processos cel·lulars i moleculars que condueixen a la seva neutralització o destrucció. Qualsevol substància capaç de desencadenar una resposta immunitària rep el nom d'antigen. La immunitat adquirida és específica i pot disposar de memoria inmunitaria. S'anomena immunitat innata a aquella que tenim des de la naixença i que actua molt més ràpid.

El llibre l'anomena simplement mecanismes defensius no específics, i es classifiquen en defenses primàries i secundàries. Les barreres defensives primàries són la pell i la microbiota normal d'aquesta, pH àcid per la secreció de glàndules sebàcies i la suor. Secrecions mucoses: enzim lisozim en la saliva, secrecions àcides dels conductes digestius i mucoses respiratòries que atrapen microbis. Espermina en l'esperma i secrecions àcides de l'epiteli vaginal. La microbiota normal intestinal està constituida per bacteris en simbiosi amb l'organisme.

Barreres secundàries Quan els microbis travessen les primàries, es troben amb les secundàries: cèl·lules fagocítiques, la resposta inflamatòria i les substàncies antimicrobianes. Els leucòcits tenen capacitat fagocitària entre ells trobem: Monòcits (2-8% del total de leucòcits): Es troben en el flux sanguini, surten (per diapedesi) i poden migrar a diferents teixits o òrgans on es transformen en macròfags, més grans, amb més capacitat fagocítica i intervenen en la immunitat . específica. Neutròfils/micròfags: Constitueixen el 50-70% del leucòcits i es troben en el flux sanguini.

Tenen capacitat fagocitària i les substàncies químiques que alliberen els teixits infectats els atrauen quimiotàcticament, surten per diapedesi i pel seu moviment ameboide dels vasos sanguinis. Granulat, colorant neutre fa taronja i blau. Eosinòfils: Participen en la resposta inflamatòria. Granulat, colorant àcid fa taronja. Basòfils / Mastòcits: Intervenen en la resposta inflamatòria i reaccions al·lèrgiques alliberant histamina. Granulat, colorant bàsic fa blau. Limfòcits T i B: Són leucòcits però formen part de la resposta específica. Les cèl·lules assassines naturals (NK) també intervenen com a barrera secundària però no fagociten, alliberen substàncies que produeixen la lisi cel·lular.

Eliminen cèl·lules infectades per virus i cèl·lules tumorals. Resposta inflamatòria En el moment que una ferida afecta a la pell i permet l'entrada de agents patògens, té lloc una resposta inflamatòria. Els mastòcits de la zona alliberen histamina, una substància que provoca la dilatació dels capil·lars sanguinis de la zona que provoca una major afluència de sang i una major permeabilitat dels vasos pròxims al teixit infectat, la qual cosa permet que el plasma i les cèl·lules fagocítiques abandonin els capil·lars sanguinis i penetrin en els teixits, on hi ha els patògens (i una baixada de pressió). Això provoca un augment de la temperatura i un envermelliment de la pell.

Els fagòcits que han abandonat els vasos sanguinis per diapedesi eliminen el patogen per fagocitosi i també les cèl·lules mortes. La fagocitosi és un tipus d'endocitosi que engloba l'agent patògen en vacúols fagocítics que s'ajunten amb enzims hidrolítics els quals destrueixen els microorganismes fagocitats, el vacúol llavors és expulsat (els macròfags poden presentar les proteïnes resultats de la lisi). Un cop passada la inflamació es pot acumular pus, substància formada per restes de cèl·lules mortes i líquid plasmàtic perdut. Aquest mateix pus és eliminat pels macròfags.

El sistema del complement és un conjunt d'unes 20 proteïnes que interactuen en cascada provocant la destrucció de microorganismes patògens però que també incrementa la resposta inflamatòria. La quimiotaxi és el fenomen per el qual els fagòcits són atrets al teixit afectat, també augmenta la resposta inflamatòria. Les cèl·lules epitelials colindants al teixit alliberen interleucines i calci, creant un gradient químic que atrau els fagòcits, els quals viatgen pel reg sanguini fins trobar les cèl·lules epitelials que alliberaven les substàncies. Per diapedesi arriben al teixit afectat, on fagocitaran els agents externs.

Una altra barrera secundària és la substància interferó, la qual dificulta la reproducció dels virus. Resposta immunològica específica Tarda més a desenvolupar-se i comença amb les cèl·lules presentadores d'antígens. Aquestes són macròfags o cèl·lules dendrítiques dels òrgans limfoides, les quals presenten antígens als limfòcits T. Si la CPA sintetitza antígens dins seu (per infecció o perquè és cancerígena), una part d'aquests s'associen amb les proteïnes MHC (d'histocompatibilitat) i són exposades en la seva membrana plasmàtica. Aquest complex antigen-molècula MHC és de classe 1. Aquest complex presenta l'antígen a un limfòcit T citotòxic.

Si una CPA fagocita un agent patògen i el degrada, els antigens resultats s'associaran a les proteïnes MHC i forma un complex antigen-molècula MHC de classe 2. Aquest complex presenta l'antígen a un limfòcit T col·laborador. Limfòcits B Tots els limfòcits procedeixen de cèl·lules mare pluripotents que donen lloc a eritròcits, leucòcits i plaquetes. Els limfòcits B es formen a la medul·la òssia en mamífers i són els responsables de la resposta humoral. Poden ser activats pels limfòcits T col·laboradors o pel mateix antigen.

Quan són activades es diferencien en cèl·lules plasmàtiques les quals no es poden replicar i tenen el reticle endoplasmàtic molt desenvolupat per orientar-lo cap a la producció d'anticossos. També resulten en cèl·lules B de memòria per una segona resposta específica molt més ràpida. Limfòcits T Maduren en el tim i n'hi ha dos tipus: Limfòcits T col·laborador: Són activats pels antigens presentats (classe 2) o per altres T col·laboradors (pateixen una expansió clonal i augmenten els Th). Activen altres T col·laboradors, limfòcits B i secreten interleucines per activar els limfòcits T citotòxics. També donen lloc a cèl·lules T col·laboradores de memòria.

Limfòcits T citotòxics: Són activats pels antigens presentats pels complexos Ag-HMC de classe 1 o per les interleucines secretades pels helper. Destrueixen les cèl·lules infectades per patògens amb l'alliberació de proteïnes citotoxines perforines que indueixen l'aparició de porus a la membrana plasmàtica de la cèl·lula infectada que és destruïda per turgència Limfòcits T supressors: Un cop la resposta immunitària no és necessària, aquests inhibeixen els estímuls de tots els limfòcits. La resposta immunitària inclou dos processos que tenen lloc conjuntament els quals tenen una fase inicial similar. La resposta cel·lular inclou els limfòcits Th i Tc.

Els citotòxics són activats directament pels antigens i els col·laboradors activats secreten interleucines que activen altres citotòxiques. Llavors els citotòxics es combinen a les cèl·lules infectades amb el complex Ag-MHC classe 1 i secreten perforines, que produeixen la lisi de les cèl·lules infectades (els citotòxics també poden eliminar-les per apoptosi mitjançant uns receptors específics activats pels citotòxics). Un mateix citotòxic pot eliminar més d'una cèl·lula. La resposta humoral inclou els limfòcits Th i B. Els B poden ser activats directament pels antigens i els col·laboradors els són presentats antigens pels complexos Ag-MHC classe 2. Aquests darrers activaran més limfòcits B.

Aquestes cèl·lules activades es diferencien en cèl·lules B de memòria i cèl·lules plasmàtiques secretores d'anticossos específics per a l'antigen que ha iniciat la resposta, els quals queden adherits a la membrana dels B o són alliberats al flux sanguini. Anticossos Produïts per les cèl·lules plasmàtiques diferenciades dels limfòcits B, les quals tenen una vida curta i són incapaces de dividir-se. Són immunoglobulines i la seva estructura bàsica són quatre cadenes polipeptídiques: dues cadenes lleugeres i dues pesants, cada parell idèntic. Les cadenes pesants i lleugeres estan unides per ponts disulfur amb radicals àcids a una banda i radicals amino a l'altra.

Els extrems aminats constitueixen la part variable que s'uneix a l'antigen. La reacció antigen-anticòs és no covalent i específica, un anticòs pot reconèixer entre una multitud de determinants antigènics únicament els que li són complementaris. Hi ha diferents reaccions: Reacció de precipitació: Antígens que són macromolècules solubles s'uneixen amb els anticossos i formen complexos tridimensionals insolubles que precipiten Reaccions d'aglutinació: Els anticossos reaccionen amb antígens en la superficie de bacteris o altres cèl·lules. Les cèl·lules forment agregats que sedimenten.

Reacció de neutralització: La unió Ag-Ac comporta una disminució de la capacitat infectant dels virus que porten els antígens a la càpsula. Reacció d'opsonització: Quan es forma la reacció Ag-Ac, els microorganismes són fagocitats més ràpidament ja que s'afavoreix l'adherència del complex antigen-anticòs amb les cèl·lules fagocitàries. Els microorgansimes estan opsonitzats. Podem destacar les gammaglobulines (IgG) com els anticossos més nombrosos, travessen la placenta, activen el s. complement i els fagòcits micro i macròfags… Les IgM són els primers que es produeixen i tenen 10 llocs per unir-se amb antígens.

Les IgA es troben en secrecions (llet, mucus, llàgrimes…), col·laboren amb les barreres primàries. Les IgE tenen una importància destacable en els fenòmens d'al·lèrgia. Les IgD es troben en la superfície dels limfòcits B. Mecanisme d'acció del sistema immunitari La resposta immunitària primària és el primer contacte amb un antigen determinat. La resposta específica té un retard d'uns dies, comencen a aparèixer anticossos a la sang i hi ha un augment exponencial d'anticossos en sang, els quals són IgM i IgG. Arriben a una fase estacionària en què comencen a devallar, al cap d'unes semanes són gairebé imperceptibles a la sang.

Amb aquesta primera exposició a l'antigen, es creen limfòcits B de memòria i també limfòcits T helper i citotòxics de memòria. En la resposta immunitària secundària l'aparell immunològic detecta per segona vegada la presència del mateix antigen. Hi ha menys retard entre la primera aparició d'anticossos i els seus valors de concentració són més alts i la persistència a la sang superior, això es degut a la presència de limfòcits de memòria. La invasió de l'antígen és combatuda molt més ràpidament. Anomalies del sistema immunitari Autoimmunitat El sistema immunitari erròniament identifica molècules pròpies com a alienes. Aquestes s'anomenen autoantígens.

Durant el desenvolupament del sistema immunitari també es poden formar limfòcits que no saben distingir entre heteroantígens (antígens forans) de les molècules pròpies. Normalment són eliminats al tim, però poden migrar a altres zones del cos i desenvolupar fenòmens d'autoimmunitat. Existeixen limfòcits B i T autoreactius. Alguns microbis (ex. bacteris i virus) han desenvolupat l'estratègia de formar complexos moleculars (normalment proteïnes) molt semblants al que hi ha al cos de l'animal que infectaran, fet que s'anomena mimetisme molecular (adenovirus tipus 2 té proteïnes a la càpsidea molt semblants a les proteïnes de la beina de mielina dels axons neuronals, causa l'esclerosi múltiple).

Totes les cèl·lules humanes tenen antígens proteics a la superfície de les seves membranes que identifiquen els teixits als quals pertanyen, s'anomenen antígens d'histocompatibilitat i també s'anomenen molècules MHC, en humans també proteïnes HLA. Només dos bessons univitel·lins tenen idèntics antígens d'histocompatibilitat. Hipersensibilitat Reacció excessiva del sistema immunitari davant l'exposició d'un antigen innocu o poc perillós. Una al·lèrgia és una determinada reacció d'hipersensibilitat i l'al·lergen és l'antigen que provoca aquesta hipersensibilitat Hipersensibilitat immediata Els efectes nocius es presenten al cap de pocs minuts d'estar en contacte per segon cop amb l'al·lergen.

El primer contacte no produeix símptomes externs, els macròfags capten els al·lèrgens, els degraden i els presenten als limfòcits Th. Succeeix la resposta humoral. Es secreten anticossos IgE que queden a la superfície dels mastòcits. S'anomena sensibilització. Quan hi ha el segon contacte amb l'al·lergen aquest s'uneix a les IgE dels mastòcits cosa que indueix l'alliberació del mediador químic histamina. Aquesta produeix una vasodilatació (envermelliment de la zona) , augmenta la permeabilitat dels capil·lars (baixada de pressió sanguínia), es contrauen els bronquis… Això pot portar al xoc anafilàctic, el qual pot causar la mort de l'animal.

Hipersensibilitat retardada Els fenòmens d'al·lèrgia poden aparèixer al cap d'unes quantes hores o dies després de la segona exposició. Els limfòcits T, activats pel segon contacte amb l'al·lergen, alliberen interleucines i interferó γ que activen cèl·lules fagocítiques. Aquestes cèl·lules fagocítiques activades s'adhererixen entre elles a la zona afectada, formen nòduls granulosos i s'alliberen enzims hidrolítics que poden destruir els teixits circumdants. Immunodeficiència Incapacitat del sistema immunitari per aturar les infeccions microbianes, causada per trastorns genètics, desenvolupament anormal d'òrgans limfoides, tractament amb immunosupressors o infeccions víriques.

Immunodeficiència congènita o primària: s'hi neix i és hereditària. Les més comunes són degudes a defectes dels limfòcits B, també anomalies de la síntesi del complement o limfòcits T amb funcions anòmales. Si l'error és la incapacitat en la producció d'anticossos, els símptomes d'immunodeficiències apareixen amb els 6 mesos d'edat quan es perden la majoria de IgG rebudes de la mare a través de la placenta. Si ha ocorregut en la immunitat inespecífica o limfòcits T poden aparèixer des del mateix moment del naixement. Es tracta amb agents antimicrobians, injeccions periòdiques de gammaglobulines, aïllament del pacient i trasplantament de medul·la òssia.

Immunodeficiència adquirida o secundària: Es poden adquirir després d'una infecció greu, a conseqüència d'un cancer avançat o un que afecti als òrgans del sistema immunitari. Leucemia limfoide crònica: Proliferació d'un tipus de limfòcits B anormals que s'acumulen en els vasos sanguinis. En aquests limfòcits, la producció d'anticossos (IgG) és molt inferior a la normal, deixant el malalt molt exposat a qualsevol infecció microbiana. Sida: Malaltia greu produïda per un virus que ataca cèl·lules del sistema immunitari (limfòcits T). La persona afectada queda pràcticament indefensa davant les infeccions microbianes.

El VIH és un retrovirus que pot permaneixer mesos o fins i tot anys en cicle lisogènic inserit dins el DNA de les cèl·lules. En primer contacte es desenvolupa una intensa resposta immunològica per part del limfòcits (els B produeixen anticossos i els Tc desenvolupen resposta cel·lular). Tot i així, una quantitat de cèl·lules infectades prevalen i es repliquen lentament, l'afectat es troba en la fase asimptomàtica però té anticossos en el plasma sanguini (seropositiva). El sistema immunològic es debilita i les concentracions de limfòcits baixen.

El test d'ELISA consisteix en treure sang d'una persona i posar-la en contacte amb els antígens del VIH, si la persona ha sofert la malaltia, els anticossos presents en el reg sanguuini produiran una reacció d'aglutinació i el resultat es positiu. El test és obligatori per tots els donants de sang, òrgans, teixits, òvuls, esperma… El VIH és el virus i el SIDA és la condició que es pot adquirir en contraure el virus. Hi ha fàrmacs que en frenen el progrés i allarguen la supervivència dels malalts. Antiretrovirals: inhibeixen la transcripció inversa del virus i fan més lenta la seva reproducció. Antiproteases: inhibeixen les proteases del virus i impedeixen la unió de les proteïnes del virus.

Càncer: Reproducció anàrquica d'un grup de cèl·lules, modificant així l'òrgan on es troben en mida, morfologia i fisiologia i formant un tumor. Si queda localitzat en un òrgan és benigne, si envaeix altres òrgans maligne i la metàstasi és l'escapament d'aquestes cèl·lules a altres llocs del cos, formant nous tumors. Les cèl·lules canceroses tenen una activitat bioquímica alterada, anomalies cromosòmiques del tipus de les aneuploïdes i disposen d'antígens tumorals diferents a les de les cèl·lules normals. Aquestes fan reaccionar al sistema immunitari però la resposta immune és molts cops ineficaç. Rebuig Autoempelt: el trasplantament procedeix de la mateixa persona.

Isoempelt: Persona diferent però mateixa constitució genètica, entre bessons univitel·lins. Al·loempelt: Altra persona i diferent constitució genètica. Xenoempelt: el transplantament procedeix d'un individu d'una espècie diferent de la del receptor. La causa principal n'és la diferència de proteïnes HLA (en humans). Les diferents molècules d'aquest complex principal d'histocompatibilitat tenen una gran variabilitat que creen un mosaic antigènic característic de cada individu que pot ser detectat com a forà i desencadenen el procés de rebuig. El rebuig primari es dona quan el sistema immunitari del receptor entra en contacte amb els teixits transplantats i els rebutja per primera vegada.

A causa de la memòria immunitària, si es torna a intentar transplantar es produeix el rebuig secundari, molt més ràpid i greu. Rebuig hiperagut: Passa al cap d'uns quants minuts d'efectuar-se el transplantament i és degut a la presència d'anticossos preexistents en la sang del receptor, que reconeixen les proteïnes HMC estranyes i les destrueixen Rebuig agut: Passa més tard, dies fins a un mes després, es degut a l'acció del limfòcits T i B, macròfags, acció del complement, plaquetes.... Rebuig tardà o crònic: passa al cap de tres mesos o més i és degut a diferents reaccions d'hipersensibilitat.

Per disminuir la probabilitat del rebuig s'intenta que hagi el màxim grau d'histocompatibilitat entre donant i receptor, el grup sanguini i el tipus d'HLA a les seves cèl·lules. Abans del tractament es sotmet el receptor a tractament amb fàrmacs immunosupressors per reduir l'activitat del sistema immunològic i el reconeixement de molècules estranyes per reduir la probabilitat de rebuig. Ciclosporina: inhibeix activació dels limfòcits T i impedeix l'atac d'aquests. Azatioprina: inhibeixen la síntesi de DNA i RNA, per tant, la divisió de les cèl·lules immunocompetents. Moltes vegades els pacients han de ser tractats tota la vida.

En hipersensibilitat immediata, es poden administrar antihistamínics o injectar periòdicament dosis creixents d'al·lèrgens específics. Les cèl·lules mare pluripotents són capaces de generar qualsevol tipus de cèl·lula de l'organisme humà, són les cèl·lules d'un embrió de 5 dies o les del cordó umbilical, però també es poden obtenir inserint el nucli d'una cèl·lula del pacient en un oòcit d'un donant, per després cultivar-lo fins que resulti en cèl·lules mare pluripotents (la inserció del nucli d'una cèl·lula ja significa que serà diploide i es començarà a duplicar).

També es poden sotmetre cèl·lules, per exemple, de la pell a determinades condicions que les faci adoptar un estat similar al de les cèl·lules mare En teràpia gènica s'extreu les cèl·lules anòmales i se'ls insereix un gen faltant amb un vector perquè, quan siguin reintroduïdes al pacient, funcionin correctament. Els anticossos produïts pels limfòcits B són policlonals, són específics contra el mateix antigen però disposen de diferencies mínimes ja que són produïdes per limfòcits diferents. Els anticossos monoclonals són anticossos produïts per una cèl·lula híbrida resultant de la fusió d'un limfòcit B i d'una cèl·lula de tipus cancerós.

La cèl·lula híbrida o hibridoma produeix anticossos i es replica constantment, totes les cèl·lules filles tindran la mateixa constitució genètica i tots els anticossos seran idèntics. Després de provocar la resposta immunològica d'un animal, se li extreu la melsa amb nombrosos limfòcits B sensibilitzats. Es realitza la fusió i es selecciona aquells hibridomes que han adquirit els anticossos desitjats. Aquestes es cultivaran i es reproduiran indefinidament, creant una gran quantitat d'anticossos monoclonals.