SISTEMA IMMUNITARI NOM: COGNOMS: GRUP:
1r BIOLOGIA Isabel Ruiz i Jordi Carmona
SISTEMA IMMUNITARI
ÍNDEX
INTRODUCCIÓ ................................................................................................................... 3 AVALUACIÓ INICIAL .......................................................................................................... 4 1. BARRERES EXTERNES O SUPERFÍCIES CORPORALS PROTECTORES ................................ 6 EXERCICIS ........................................................................... 7 2. EL SISTEMA IMMUNITARI ............................................................................................... 8 2.1. Concepte d’Antigen ............................................................................................... 8 2.2. Constitució ............................................................................................................. 9 2.2.1. Medul·la òssia ........................................................................................... 10 2.2.2. Tim ............................................................................................................. 10 2.2.3. Melsa ......................................................................................................... 11 2.2.4. Ganglis limfàtics ........................................................................................ 11 2.2.5. Teixits del sistema immunitari .................................................................. 12 EXERCICIS......................................................................... 13 2.2.6. Cèl·lules del sistema immunitari ............................................................... 14 EXERCICIS......................................................................... 19 2.3. La resposta cel·lular inespecífica ........................................................................ 21 2.3.1. La resposta inflamatòria ........................................................................... 22 2.3.2. Sistema del complement ........................................................................... 24 2.3.3. L’interferó .................................................................................................. 25 2.4. La resposta específica ......................................................................................... 25 2.4.1 Resposta immunitària cel·lular .................................................................. 27 2.4.2 Resposta immunitària humoral................................................................. 29 2.4.3 Funcions de les immunoglobulines ............................................................ 32 2.4.4 Tipus d’immunoglobulines ......................................................................... 32 3. DISFUNCIONS DEL SISTEMA IMMUNITARI ................................................................... 35 3.1 Autoimmunitat...................................................................................................... 35 3.2 Immunodeficiències.............................................................................................. 36 3.3. Hipersensibilitat .................................................................................................. 36 4. IMMUNITAT ARTIFICIAL ............................................................................................... 39 4.1. Immunitat artificial passiva ................................................................................ 39 4.2. Immunitat artificial activa ................................................................................... 39
Pàg. 2
SISTEMA IMMUNITARI
INTRODUCCIÓ
Les cèl·lules de l’organisme estan en tot moment exposades a una infecció o una invasió de microorganismes, que si aconsegueixen penetrar i proliferar dins el cos, provoquen malalties. Aquests organismes anomenats patògens poden ser virus, bacteris, protozous, i també substàncies químiques sovint segregades per aquests organismes. La manera de penetrar dins el cos pot ser de formes molt diverses. Per evitar aquesta entrada i aquest establiment, el cos disposa d’un sistema de defensa basat en una triple barrera:
les superfícies corporals protectores la resposta cel·lular inespecífica la resposta immunitària específica o sistema immunitari.
Tot i aquest sistema de defensa, hi ha situacions que el nostre cos no pot vèncer, i per lluitar contra elles s’han desenvolupat les vacunes i els sèrums. També pot ocórrer que el nostre sistema immunitari no funcioni correctament i ell mateix desenvolupi malalties: al·lèrgies, hipersensibilitats.
Pàg. 3
SISTEMA IMMUNITARI
AVALUACIÓ INICIAL 1.- Una al·lèrgia és el pol·len de les gramínies una falta de ferro una baixada de les defenses de l’organisme una disfunció del sistema immune
2.- Els limfòcits són cèl·lules, que en activar-se, destrueixen el sistema immunitari cèl·lules poc especialitzades els macròfags cèl·lules molt especialitzades del sistema immunitari
3.- Les vacunes són antibiòtics creen immunitats en un individu sa introdueixen la immunitat en un pacient malalt creen immunitat en un individu amb una malaltia determinada 4.- El sistema immunitari està format pels limfòcits es troba situat en els ganglis limfàtics actua sense variacions ni canvis al llarg de la vida de l’individu és difús, s’ubica per tot el cos 5.- Un anticòs és la part d’un patogen que destrueix el cos part d’un patogen que produeix la malaltia part d’un patogen que produeix l’activació del sistema immunitari una proteïna formada per cèl·lules defensives Pàg. 4
SISTEMA IMMUNITARI
6.- La immunodeficiència és una malaltia provocada per una vacuna un atac de les cèl·lules immunològiques a les cèl·lules del propi organisme una malaltia al·lèrgica una depressió del sistema immunitari
7.- Un macròfag és una cèl·lula fagocítica una cèl·lula que no pertany al sistema immunitari un limfòcit una cèl·lula productora de plaquetes 8.- Un antigen és una substància sintetitzada per l’organisme per lluitar contra una malaltia una proteïna formada per cèl·lules defensives la paret d’un patogen, que produeix l’activació del sistema immunitari una immunoglobulina 9.- Quina cèl·lula pertany al sistema immunitari? osteòcit melanòcit hepatòcit macròfag
10.- Quina cèl·lula no és del sistema immunitari? El leucòcit El mastòcit El limfòcit L’eritròcit Pàg. 5
SISTEMA IMMUNITARI
1. BARRERES EXTERNES O SUPERFÍCIES CORPORALS PROTECTORES Les barreres externes es caracteritzen per ser inespecífiques i innates. N’hi ha de diversos tipus: EPITELIS, tant externs com la pell o interns com els del tub digestiu. La raó principal és que aquestes cèl·lules es troben molt unides i és molt difícil la penetració dels microorganismes. I, a més,
la
pell
queratinitzada
disposa que
d’una
pateix
última una
capa
contínua
descamació de cèl·lules mortes i això provoca que els agents patògens adherits els acompanyin.
Epitelis simples . a) Epiteli pla; b) Epiteli seudoestratificat
MUCOSES, envolten les estructures obertes a l’exterior
(boca,
anus,
vagina).
Segreguen
contínuament un mucus que impedeix la fixació de microorganismes. En les mucoses respiratòries, els microorganismes
atrapats
en
el
mucus
són
eliminats mitjançant el moviment dels cilis per la tos i l’esternut.
Mucosa nasal
SUBSTÀNCIES QUÍMIQUES, impedeixen el desenvolupament dels agents patògens: les llàgrimes i la saliva contenen lisozim; la suor i el sèu produïts per les glàndules sudoríferes i sebàcies formen una capa àcida sobre la pell; el cerumen de l’orella protegeix la pell del conducte auditiu extern; els sucs gàstrics i l’epiteli vaginal tenen una secreció àcida que produeix un ambient desfavorable per al desenvolupament dels microorganismes. Si malgrat aquestes primeres barreres es produeix una infecció es desencadena un segon nivell de respostes a càrrec de les barreres internes.
Pàg. 6
SISTEMA IMMUNITARI
EXERCICIS
Explica a quin tipus de barrera es refereixen cadascun dels números: 1,2,3,4, 5 i 6
Pàg. 7
SISTEMA IMMUNITARI
2. EL SISTEMA IMMUNITARI
Les barreres internes constitueixen el Sistema immune o immunitari, que es troba escampat per tot l’organisme, raó per la qual es diu que és un sistema difús.
El Sistema immunitari produeix dos tipus de resposta: una inespecífica i altra específica; però abans d’estudiar el tipus de resposta vegem què és un antigen i quines cèl·lules i òrgans formen el sistema immunitari.
2.1. Concepte d’Antigen
Qualsevol substància que, introduïda en el
Anticòs
Antígen
cos d’un organisme, és susceptible de provocar-hi la formació d’anticossos. Els antígens poden ser fragments de virus, bacteris, protozous, fongs, pol·len, sang, Paràtop
substàncies químiques... o sigui, no són Epítop
cèl·lules complertes.
L’antigen no s’uneix totalment a l’anticòs; només ho fa una part que es coneix com a epítop. La zona corresponent de l’anticòs que s’uneix a l’antigen és el paratop. Si l’antigen s’uneix a l’anticòs però sense produir resposta immune, les molècules resultants es coneixen com a haptens. Aquests haptens, si s’uneixen a d’altres molècules,
aleshores
sí
que
poden
produir
resposta
immunològica
(immunogenicitat).
Pàg. 8
SISTEMA IMMUNITARI
2.2. Constitució És format per :
VASOS LIMFÀTICS, que són una xarxa que forma el sistema circulatori limfàtic i per on circula la limfa. La limfa és formada bàsicament per glòbuls blancs.
ÒRGANS LIMFÀTICS, dels quals en trobarem de dos tipus: - primaris: medul·la òssia i tim, són els òrgans on es formen i maduren les cèl·lules del sistema immunitari. - Secundaris: melsa i ganglis limfàtics, són els òrgans on acaben de terminar la diferenciació o s’activen les cèl·lules del sistema immunitari.
TEIXITS LIMFÀTICS, que són teixits associats a d’altres aparells i sistemes.
CÈL·LULES DEL SISTEMA IMMUNITARI: Cèl·lules blanques o leucòcits que es formen en la medul·la òssia vermella.
Pàg. 9
SISTEMA IMMUNITARI
2.2.1. Medul·la òssia Es troba a l’interior dels ossos curts i plans i en la zona esponjosa dels ossos llargs. Els més importants: les costelles, l’estèrnum, els coxals i les vèrtebres. L’activitat i la capacitat hematopoiètica es produeix durant tota la vida. La capacitat hematopoiètica significa que al seu
interior
apareixen
cèl·lules
mare
indiferenciades (pluripotents) amb capacitat per originar cèl·lules que circulen per la sang : glòbuls vermells, glòbuls blancs i plaquetes. Pel que fa al sistema immunitari, trobem els glòbuls blancs o leucòcits.
2.2.2. Tim Es troba a la part central i superior del tòrax; la seva activitat tan sols es realitza durant la infància i la pubertat. Després dels 7 anys, la seva mida es redueix a menys de la meitat. Està format per dos lòbuls que se subdivideixen en lobulets separats per trabècules de teixit conjuntiu. A cada lobulet es diferencia una escorça i una medul·la. A l’escorça del tim, les cèl·lules mare que provenen de la medul·la òssia proliferen i es transformen en timòcits. Un cop madurs passen a la medul·la del tim i, aleshores, s’anomenen limfòcits T o cèl·lules T que migren cap a la sang a través dels vasos limfàtics.
Pàg. 10
SISTEMA IMMUNITARI
2.2.3. Melsa
Es troba situada a la part superior esquerra de l’abdomen,
per
darrere
de
l’estómac.
Apareixen dos tipus de teixit: la polpa vermella i la blanca. La polpa vermella filtra la sang, i captura i destrueix els glòbuls vermells que han perdut o disminuït la funció de transportar oxigen. La polpa blanca conté teixit limfàtic en forma de
beina
al
voltant
d’una
arteriola,
és
l’anomenat teixit PALS (periarteriolar lymphoid shealth = beina arteriolar limfoide). En el PALS es troben els limfòcits T i els limfòcits B que s’activen en presència d’antígens. 2.2.4. Ganglis limfàtics
Es troben repartits per tot el sistema circulatori limfàtic. En un gangli podem distingir: l’escorça, on se situen els limfòcits B, la paraescorça, sota l’escorça on es trobem els limfòcits T i la medul·la, que ocupa la posició central. Els ganglis filtren la limfa, i presenten els antígens als limfòcits T i B, amb la consegüent activació d’aquestes cèl·lules.
Pàg. 11
SISTEMA IMMUNITARI
2.2.5. Teixits del sistema immunitari
Són teixits limfàtics associats a altres aparells i sistemes:
GALT, associat al tub digestiu, inclou amígdales, apèndix vermiform i plaques de Peyer, BALT, associat a l’aparell respiratori i MALT, associat a les mucoses.
En tots aquests teixits trobem limfòcits T i B, a més d’altres cèl·lules del sistema immunitari. Els limfòcits T i B s’activen quan els Ag (antigen) són capturats per aquests teixits.
Pàg. 12
SISTEMA IMMUNITARI
EXERCICIS
1. Assenyala la resposta correcta
1.- Les barreres externes es troben delimitant el nostre organisme. Per això només són físiques Són específiques i innates Són físiques i biològiques, ja que les barreres químiques són específiques són inespecífiques i innates
2.- Els teixits del sistema immunitari es troben associats a altres aparells o sistemes del cos són el GALT i els ganglis limfàtics són aparells o sistemes associats al sistema immunitari contenen cèl·lules indiferenciades, formadores de limfòcits T i B
3.- El sistema immunitari és difús, perquè els vasos limfàtics es distribueixen per tot l’organisme es localitza en els vasos limfàtics, òrgans limfàtics i teixits limfàtics està format per cèl·lules sanguínies és difús, perquè es troba distribuït per tot el cos
4.- La medul·la òssia apareix en tot tipus d’ossos juntament amb el tim, són òrgans secundaris dels sistema immunitari conté cèl·lules mare indiferenciades i pluripotents es troba dins la columna vertebral
Pàg. 13
SISTEMA IMMUNITARI
2. Uneix les definicions de l’esquerra amb les estructures de la dreta
Disminueix la seva mida després dels primers set anys de vida Teixit limfàtic associat a les
MELSA
mucoses
MEDUL·LA ÒSSIA
Conté cèl·lules mare
GANGLIS LIMFÀTICS
indiferenciades i pluripotents
MALT
Compost per polpa vermella i
TIM
polpa blanca Filtren la limfa
2.2.6. Cèl·lules del sistema immunitari Totes les cèl·lules provenen de cèl·lules totipotents de l’embrió que es diferencien formant cèl·lules mare hematopoiètiques situades a l’interior de la medul·la òssia. A més de cèl·lules del sistema immunitari, també es formen totes les cèl·lules sanguínies.
Pàg. 14
SISTEMA IMMUNITARI
ESTIRP
CÈL·LULES
Mieloide Cèl·lules que provenen d’un mateix tipus de cèl·lula mare hematopoiètica, però depenen de les cèl·lules que les envolten i de les substàncies que segreguen; es poden especialitzar en diferents tipus de cèl·lula. Per exemple, si segrega eritropoietina es
ERITRÒCITS (glòbuls vermells) MEGARIOCITS (plaquetes) NEUTRÒFILS BASÒFILS ------------ MASTÒCITS EOSINOFILS MONOCITS ----------- MACRÒFAGS
converteixen en eritròcits. LIMFÒCITS B
Limfoide
LIMFÒCITS T ------------ TCD4 I TCD8
?
CÈL·LULES ASSASSINES
Neutròfils Són els més abundants i els que presenten una més
gran
activitat
fagocitària.
Presenten
diapèdesi (capacitat per travessar les parets dels capil·lars sanguinis i arribar als teixits). Estan carregats de lisozimes i altres substàncies que permeten destruir els microbis invasors, però aquesta funció els costa la vida, ja que després de menjar tot el que poden, moren (la gola és fatal!). El resultat de la batalla entre microbis i neutròfils es coneix com a pus.
Pàg. 15
SISTEMA IMMUNITARI
Eosinòfils Són leucòcits que es tenyeixen amb colorants àcids com l’eosina. Tenen el nucli dividit en dos lòbuls. Apareixen en quantitats petites a la sang (2-3%) i són essencials per a la defensa enfront d’infeccions agudes.
Basòfils i mastòcits Són cèl·lules que produeixen les mateixes substàncies: -
histamina, que és un vasodilatador
-
heparina, que és un anticoagulant
Els basòfils i mastòcits tenen un precursor diferent. Els basòfils es tenyeixen amb colorants bàsics i es presenten en la sang en quantitats petites. Els mastòcits es troben en el teixit conjuntiu.
Monòcits i macròfags Els monòcits circulen per la sang i quan arriben als teixits es diferencien formant els macròfags.
La reserva de macròfags dels teixits forma el SRE (Sistema Reticle Endotelial) que intervé en la destrucció de cèl·lules velles. Alliberen interleucines que es comporten com a missatgers immunitaris.
Pàg. 16
SISTEMA IMMUNITARI
Limfòcits B Es formen a la medul·la òssia vermella, on s’activen en presència d’antígens i es transformen en cèl·lules plasmàtiques que van circulant per la sang i alliberant anticossos. Aquesta transformació és bàsicament de la forma següent:
Els limfòcits B madurs (naïve) situats a la medul·la òssia presenten receptors específics de cèl·lules B. Aquests receptors s’anomenen BCR (B Cell Receptor), són immunoglobulines que s’activen en alliberar-se el limfòcit. També posseeixen proteïnes que poden reconèixer els antígens són el Complex Principal d’Histocompatibilitat : MHC (Major Histocompatibility Complex). Quan el MHC reconeix l’antigen específic per als BCR del limfòcit B madur, aquest es transforma en una cèl·lula plasmàtica alliberadora d’immunoglobulines.
Limfòcits T Comencen a formar-se a la medul·la òssia. Després van cap al tim on maduren.
Aquestes cèl·lules, en la seva membrana, tenen unes proteïnes:
TCR (T Cell Receptor) que és molt similar al fragment de l’anticòs que reconeix l’antigen. CD (Cluster of Diferenciation) que s’utilitza per diferenciar les dues sèries de limfòcits T: TCD4 i TCD8.
Els TCR i els CD reconeixen els antígens presentats pel MHC dels limfòcits B.
Pàg. 17
SISTEMA IMMUNITARI
Cèl·lules Assassines o Natural Killer Són
cèl·lules
assassines
naturals
(Natural
Killers), són limfocítiques, però no pertanyen a la mateixa estirp dels limfòcits B o els T. Són cèl·lules grans que es formen a la medul·la òssia i realitzen la seva funció en qualsevol teixit. Actuen en la resposta immunitària innata. La seva funció és molt important en les infeccions víriques i en la immunitat contra el càncer. Les cèl·lules assassines detecten canvis en les membranes de les cèl·lules infectades per virus i això fa que s’uneixin a aquestes cèl·lules provocant l’alliberament de substàncies citotòxiques i, per tant, la mort cel·lular. També estan implicades en el reconeixement i lisis de cèl·lules tumorals. Si alguna cèl·lula canvia i esdevé cancerosa presenta, a la membrana, molècules que les cèl·lules assassines reconeixen com a estranyes i això provocarà l’activació de la cèl·lula assassina i la mort de la cèl·lula cancerosa.
Pàg. 18
SISTEMA IMMUNITARI
EXERCICIS
1. Assenyala la resposta correcta
1.- Els limfòcits T s’originen en el tim s’activen quan el receptor T (TCR) és activat pels limfòcits B maduren en la medul·la òssia s’activen quan el limfòcit B presenta l’antigen al receptor T (TCR) i al receptor CD.
2.- Les cèl·lules plasmàtiques són limfòcits B, activats quan es troben amb un antigen no poden formar immunoglobulines es troben a la medul·la òssia són limfòcits madurs
3.- Els limfòcits T actuen en infestacions s’en distingeixen dues sèries, TCD4 i TCD8 actuen en la resposta immunitària innata poden ser alliberadors d’immunoglobulines
4.- Els glòbuls vermells són de l’estirp limfoide pertanyen a l’estirp leucocitària són de la mateixa estirp que els basòfils i els macròfags pertanyen a l’estirp mieloide, com els limfòcits T
Pàg. 19
SISTEMA IMMUNITARI
5.- Els limfòcits B són els limfòcits cooperadors són capaços d’alliberar immunoglobulines són cèl·lules plasmàtiques són limfòcits madurs que no han estat activats per un antigen
6.- Les cèl·lules assassines són un tipus de limfòcit T són de l’estirp mieloide actuen en les infeccions són
responsables
de
la
resposta
immunitària
contra
cèl·lules
cancerígenes
7.- Les cèl·lules mare hematopoiètiques són multipotents pluripotents totipotents limfocítiques
8.- Els neutròfils són fagocítics granulocítics agranulocítics essencials per a la defensa davant d’infeccions fagocits que es tenyeixen amb colorants bàsics granulocítics que es tenyeixen amb colorants bàsics
Pàg. 20
SISTEMA IMMUNITARI
9.- Els monòcits són agranulocítics que donen lloc a les plaquetes apareixen en els teixits apareixen en la sang són granulocítics que donen origen als macròfags
10.- Els basòfils i els mastòcits són cèl·lules amb origen a la medul·la òssia no tenen un progenitor comú a la medul·la òssia són granulocítics apareixen, tots dos, en el teixit connectiu
2.3. La resposta cel·lular inespecífica
Si malgrat les barreres externes es produeix una infecció es desencadena un segon nivell de resposta que comporta la fagocitosi dels invasors.
Si
aconsegueixen
penetrar
als
organismes estranys els teixits locals responen en forma d’inflamació aguda, cosa que comporta canvis circulatoris i una atracció de les cèl·lules fagocitàries, que són principalment els macròfags i neutròfils del teixit connectiu. A més, moltes cèl·lules en presència de virus poden segregar interferó, una substància que impedeix la multiplicació vírica a l’interior de les cèl·lules, i una activació del sistema del complement.
Pàg. 21
SISTEMA IMMUNITARI
2.3.1. La resposta inflamatòria
Es produeix envermelliment, inflamació, dolor i febre local. Els macròfags, els neutròfils, els basòfils i els eosinòfils són atrets per diapèdesi fins a la zona afectada. L’envermelliment és a causa d’un augment, del flux sanguini; aquest augment és conseqüència de l’alliberament d’histamina per part de les cèl·lules danyades. Com que hi ha més sang, el volum de la zona augmenta i provoca inflamació i pressió de les terminacions nervioses que provoca dolor.
La febre local és provocada pel mateix alliberament d’histamina, ja que és una substància piretogènica i actua sobre l’hipotàlem. En augmentar la temperatura, s’activen els macròfags i s’inhibeix el metabolisme dels microorganismes patògens. En tota aquesta operació es produeix un augment local de les defenses de l’organisme, i la resposta és més ràpida i eficaç, però també es provoca un dany en els teixits, perquè moren cèl·lules que formen trombes,
tapen els vasos
sanguinis i, així, es redueix la resposta inflamatòria. Pàg. 22
SISTEMA IMMUNITARI
Barrera externa, si es trenca...
Els microorganismes poden penetrar
Es produeix una inflamació
Els macròfags són atrets
El macròfag fagocita
Tornem a la normalitat Pàg. 23
SISTEMA IMMUNITARI
2.3.2. Sistema del complement
Els macròfags, en ser estimulats, provoquen la formació de 21 proteïnes plasmàtiques en el fetge, que es coneix com a sistema del complement. El mecanisme d’actuació és una sèrie de reaccions, una darrera l’altra, on cada proteïna activa una o més molècules que, a la vegada, faran el mateix. El punt central és l’activació de la proteïna C-3 que forma dues subunitats actives C-3a i C-3b. C-3a intervé en la resposta inflamatòria i la C3-b sobre la següent proteïna i, al final, es forma un complex que ataca la membrana bacteriana i provoca la lisi cel·lular. Sembla que aquest complex també ataca el virus amb embolcall.
El sistema del complement es pot activar de dues formes: La via clàssica, la primera en descobrir-se és un mecanisme que per disparar-se és necessària la presència del complex antigen-anticòs, típic de vertebrats superiors. La via alternativa rep aquest nom perquè es va descobrir posteriorment, tot i que filogenèticament és més antiga que la via clàssica (és present en animals menys evolucionats). Entra en funcionament quan es detecten estructures estranyes.
Cal tenir en compte que la formació del complex antigen-anticòs és un procés específic; en aquest cas i donat que és una resposta inespecífica, s’activarà independentment del tipus de cel·lula bacteriana, és a dir del tipus d’antigen.
Pàg. 24
SISTEMA IMMUNITARI
2.3.3. L’interferó
És una glucoproteïna de secreció alliberada per qualsevol tipus cel·lular. Hi ha tres molècules conegudes d’interferó: IFN-α, IFN –β i IFN-γ. Els dos primers α i β són sintetitzats per molts tipus cel·lulars en resposta a
una infecció vírica;
inhibeixen la replicació viral i activen proteïnes degradadores de l’àcid nucleic del virus i, a més, augmenten el nombre de proteïnes presentadores de l’antigen viral de forma que els TCD8 i les cèl·lules assassines degraden ràpidament la cèl·lula infectada.
Els
interferons
s’uneixen
a
les
membranes cel·lulars adjacents i augmenten la seva resistència a ser infectades. Els IFN-α són alliberats per cèl·lules tumorals o per cèl·lules infectades per bacteris. La seva presència dispara l’acció dels macròfags, cèl·lules assassines i TCD8.
2.4. La resposta específica Aquesta resposta es caracteritza per:
Especificitat, només actuen les cèl·lules activades per un determinat antigen que va penetrar a l’organisme. Només actua sobre antígens externs i no sobre cèl·lules pròpies.
Especialització, actuen les cèl·lules que poden atacar un antigen determinat.
Pàg. 25
SISTEMA IMMUNITARI
Diversitat, com que existeix una gran quantitat d’antígens, hi ha d’haver una gran quantitat de receptors antigènics que desencadenen la resposta.
Memòria immunològica, capacitat del sistema per produir una resposta ràpida, eficaç i duradora davant d’un antigen que es presenta per segon cop dins l’organisme. Quan un patogen entra en contacte amb l’organisme per primer cop,
el sistema immunitari activa cèl·lules específiques. Aquesta
activació consisteix en la transformació de limfòcits B madurs en formes cel·lulars: unes són actives i actuen contra els antígens, i d’altres són cèl·lules de memòria. Un contacte posterior
amb
aquest
patogen
produeix l’actuació de les cèl·lules de memòria; aquesta resposta és més ràpida. Aquest és l’efecte que es vol obtenir amb les vacunes.
Regulació de la resposta. El procés acaba de forma gradual, segons va disminuint l’antigen dins l’organisme.
Els limfòcits poden actuar de dues maneres:
Resposta immunitària cel·lular, cooperant amb els macròfags en la destrucció directa de les cèl·lules o antígens adherits als anticossos.
Resposta immunitària humoral, produint anticossos com a resposta al reconeixement d’un antigen específic, al qual s’uneixen d’una forma selectiva i provoquen la seva precipitació o la seva aglutinació.
Pàg. 26
SISTEMA IMMUNITARI
2.4.1 Resposta immunitària cel·lular Intervenen els limfòcits T, que poden destruir cèl·lules pròpies, tumorals o infectades. No secreten anticossos però tenen, en les seves superfícies, molècules amb capacitat d’unir-se a l’antigen (no antígens solubles, sinó Ag de superfície d’altres cèl·lules). El
mecanisme
d’actuació
és
diferent per a cada tipus de limfòcit T però tots es disparen mitjançant la presentació de l’antigen. L’agent patogen és capturat per les CPA (Cèl·lules
Presentadores
d’Antígens), que normalment són macròfags
que
degraden
els
antígens. En degradar-los, petits pèptids (uns 10 aminoàcids) de les proteïnes
externes
de
l’agent
patogen
s’uneixen
de
forma
específica
al
MHC
(Major
Histocompatibility Complex, complex principal d’histocompatibilitat).
El tàndem MHC-pèptid de les CPA és exposat en la seva membrana. Aquest macròfag activat es mobilitza pel torrent sanguini fins a trobar els limfòcits i activar-los.
Hi ha dos tipus de limfòcits T:
TCD4, dels quals podem trobar subtipus: TH1 (inflamatoris) i TH2 (cooperadors) TCD8, citotòxics
Pàg. 27
SISTEMA IMMUNITARI TIPUS
SUBTIPUS
FUNCIÓ
TCD4
TH1
Activen o destrueixen cèl·lules infectades. Són activats per CPA
Inflamatoris
que presenten el MCH de classe II. Només s’activen els TH1 naïve (o verges) que tenen el receptor T, complementari a l’antigen presentat per les CPA. Aquests limfòcits activats es divideixen i originen cèl·lules de memòria T i cèl·lules efectores armades que produeixen citocines que provoquen la proliferació dels limfòcits TH1, l’activitat fagocitària dels macròfags i, sobretot, l’activitat citotòxica dels limfòcits TCD8.
TCD4
TH2
Estimulen
els
limfòcits
B
per
produir
l’alliberament
Cooperadors
d’anticossos. Són presentats per les CPA, però en aquest cas són limfòcits B. El limfòcit capta un antigen, el fagocita i el degrada, després es presenta un pèptid (d’uns 13 aminoàcids) que pertany a l’antigen degradat, s’uneix al MCH de classe II en la membrana del limfòcit B. El MCH-pèptid interacciona amb un TH2 verge tot activant-lo. El limfòcit TH2
actiu produeix limfocines que actuen sobre els
limfòcits B estimulant la seva transformació en cèl·lules de memòria o en cèl·lules plasmàtiques. TCD8
Maten cèl·lules cancerígenes o que contenen patògens
Citotòxics
intracel.lulars. Indueixen a l’apoptosi (mort cel·lular de la cèl·lula infectada). Són activats per cèl·lules que han estat infectades per virus. Com a conseqüència de la infecció, la cèl·lula activadora presenta a la seva membrana el MCH de classe I unit a un pèptid d’uns 10 aminoàcids que pertany a l’antigen. L’activació del limfòcit TCD8 provoca la formació i la proliferació de cèl·lules T de memòria i cèl·lules actives. Les cèl·lules T citotòxiques actives segreguen perforina, proteïna que provoca canvis en l’equilibri osmòtic de la cèl·lula infectada, perfora la membrana i provoca la lisi cel·lular. Les cèl·lules T també alliberen enzims hidrolítics que provoquen la mort cel·lular programada (apoptosi) de la cèl·lula infectada.
Pàg. 28
SISTEMA IMMUNITARI
Existeix un altre tipus de limfòcits T, els supressors o Ts, que suprimeixen l’activitat de les cèl·lules B, esmorteeixen la resposta als antígens i molt possiblement tenen un paper fonamental en la supressió de la resposta autoimmune.
Una de les característiques més importants del Sistema Immunitari és la seva capacitat de discriminar entre allò que és propi i allò que és estrany. S’anomena tolerància del SI a la incapacitat en condicions normals, de reaccionar contra les pròpies substàncies. Aquesta tolerància és, de fet, un procés actiu i continuat, ja que contínuament apareixen antígens nous. Possiblement, part de les funcions del SI, consisteix a eliminar els clons de limfòcits que reaccionen contra antígens propis.
2.4.2 Resposta immunitària humoral En aquesta resposta específica les cèl·lules no ataquen directament l’antigen, sinó que ho fan unes proteïnes anomenades anticossos, alliberades per les cèl·lules plasmàtiques. La immunitat humoral es produeix quan apareixen patògens extracel.lulars o toxines bacterianes. Els limfòcits B són activats pels limfòcits TCD4-H2 (cooperadors). En activar-se, els limfòcits B augmenten, pareixen cèl·lules B de memòria i cèl·lules plasmàtiques. Aquestes últimes alliberen l’anticòs específic que provoca l’opsonització de l’antigen i la fixació del sistema del complement.
Opsonització: l’anticòs recobreix l’antigen per tal que sigui reconegut pels fagocits
.
Pàg. 29
SISTEMA IMMUNITARI
Els anticossos són immunoglobulines
Són glucoproteïnes plasmàtiques globulars. Formades pels limfòcits B madurs. La funció de l’anticòs és unir-se a l’antigen i presentar-lo a cèl·lules efectores del sistema immune. De fet, aquesta unió Ac-Ag és un senyal per tal que els glòbuls blancs els puguin reconèixer i degradar-los. La funció està relacionada amb l’estructura dels diferents tipus d’immunoglobulines.
Presenten quatre cadenes polipeptídiques, dues pesants (H) i dues lleugeres (L). Les cadenes s’uneixen mitjançant ponts disulfur. Tenim: dos tipus de cadena L : λ i κ cinc tipus de cadena H: α, δ, ε, γ, i µ que formen els cinc isòtops d’immunoglobulines existents: A,D,E,G,i M.
Pàg. 30
SISTEMA IMMUNITARI
Les cadenes H i L presenten dues regions o dos dominis diferenciats: domini variable: V, reconeix i s’uneix a l’antigen (paratop) domini constant: C, s’uneix a les cèl·lules del sistema immune per activar-les.
A les cadenes H apareix una zona anomenada, regió frontissa, posseeix la característica de ser molt flexible, que fa que entre les regions V i C es puguin adoptar diferents angles entre els braços de les cadenes polipeptídiques.
Hi ha una gran varietat d’anticossos, tant com antígens. Aquesta gran varietat s’obté com a conseqüència de la reordenació i la mutació dels gens que codifiquen la regió variable. Durant molts anys ha estat un enigma el fet que es poguessin generar prou anticossos diferents per tal de respondre específicament a milions d’antígens diversos. És que cada limfòcit hauria de tenir un gen per a cada tipus d’anticòs? Això seria gairebé impossible perquè literalment no hi ha ADN suficient en el nucli de les cèl·lules humanes.
Avui dia, se sap que els gens que codifiquen les regions C i V de les cadenes es troben repartits per tot el genoma; en un moment del desenvolupament dels limfòcits B aquests gens són traslladats i lligats de formes diverses. Possiblement se sintetitzen a partir de més de 400 gens variables (V) diferents, d’uns 12 gens de diversificació (D) i d’uns 4 gens d’unió (J) que poden ordenar-se en combinacions
diferents
i
que
són
susceptibles
d’ulteriors
addicions
o
modificacions de les seves bases. La combinació d’aquesta multitud de cadenes lleugeres i pesants pot arribar a donar més de 1011 molècules diferents d’immunoglobulines.
Les variacions produïdes també poden donar immunoglobulines no funcionals, però es pot dir que cada limfòcit B expressa un gen reordenat de la cadena H i un altre de la cadena L. Així, cada limfòcit presenta un únic tipus d’anticòs. Pàg. 31
SISTEMA IMMUNITARI
2.4.3 Funcions de les immunoglobulines
La principal funció és reconèixer i unir-se a l’antigen per tal de destruir-lo.
Per aconseguir-ho poden activar un dels mecanismes següents:
Activació del sistema del complement, que acaba amb la lisi del microorganisme. Opsonització dels microorganismes, els anticossos s’uneixen a l’antigen, i el presenten a un macròfag per a la seva destrucció. Precipitació de toxines dissoltes en el plasma; d’aquesta forma poden ser destruïdes pels macròfags. Aglutinació d’antígens en una determinada zona, facilitant la tasca dels fagocits i dels limfòcits. Un anticòs pot unir-se a la vegada a dos antígens; així, cada antigen pot unir-se a diversos anticossos i formar una xarxa de complexos Ag-Ac.
2.4.4 Tipus d’immunoglobulines
Immunoglobulina G: És la més abundant, un 80% de les immunoglobulines són d’aquest tipus. S’uneixen ràpidament amb macròfags, neutròfils i aquest
fet
microorganisme.
provoca Pot
la
destrucció
travessar
la
del
barrera
placentària i es pot secretar a través de la llet materna. Per aquest motiu és responsable de la immunitat fetal i la del nadó.
Pàg. 32
SISTEMA IMMUNITARI
Immunoglobulina A: Són el 13% de les immunoglobulines,
és
principalment
en
secrecions seroses i mucoses, com la llet o les llàgrimes. Actua protegint la superfície corporal i els conductes secretors. Genera, juntament amb les immunoglobulines G, la immunitat del nadó, però no travessen la barrera placentària.
Immunoglobulina M: representen el 6% del total de les immunoglobulines. Apareixen en els limfòcits B madurs, units a la seva membrana plasmàtica. Es manifesta en la resposta primària activant el sistema del complement. Es pot dir que inicien la resposta immunitària. Com que tenen molts centres de reconeixement, es poden unir molt ràpidament als microorganismes com els virus, que estan recoberts per subunitats idèntiques. No travessen la placenta.
Immunoglobulina concentracions
molt
D: baixes.
Són
Són
les
primeres sintetitzades pels limfòcits B madurs. La seva funció està relacionada amb l’activació d’aquestes cèl·lules. La seva estructura és similar a la de les immunoglobulines G, tot i que varia la posició de les restes glucosídiques de les cadenes polipeptídiques.
Pàg. 33
SISTEMA IMMUNITARI
Immunoglobulines E: Es troben en concentracions aquestes augmentar
del
0,002,
concentracions molt
en
els
però poden
processos
al·lèrgics. El contacte amb l’antigen provoca
l’alliberament
d’histamina.
Aquesta histamina és la causa de les reaccions al·lèrgiques (asma, febre del fenc, urticària). No travessen la placenta.
Pàg. 34
SISTEMA IMMUNITARI
3. DISFUNCIONS DEL SISTEMA IMMUNITARI
Quan el S.I. actua per defecte o per excés, la tolerància (incapacitat del S.I., en condicions normals, de reaccionar contra les pròpies substàncies) es veu afectada i apareixen diferents tipus de malalties: autoimmunitat, immunodeficiències i hipersensibilitats.
3.1 Autoimmunitat
Procés que es desencadena per una alteració en el reconeixement del que és propi de l’organisme. Els mecanismes de control de l’organisme no actuen correctament, de forma que un limfòcit o un anticòs reconeixen com a estranyes cèl·lules o molècules del propi organisme.
Psoriasi
La diabetis juvenil, l’esclerosi múltiple, l’artritis reumatoide, el lupus eritematoso, la psoriasi, són exemples de malalties autoimmunes.
La utilització d’anticossos monoclonals són les teràpies utilitzades per a aquest tipus de malalties, tot i que la gran esperança es troba
Lupus eritematoso
en la teràpia gènica.
Pàg. 35
SISTEMA IMMUNITARI
3.2 Immunodeficiències Hi ha una manca d’actuació del sistema immunitari. N’hi ha de dos tipus:
a) Primària o congènita Una alteració genètica produeix limfòcits defectuosos, que poden ser els T, els B o tots dos. La més greu és la SICS (Immunodeficiència Severa Combinada), apareix en la primera infància i el seu pronòstic és molt greu, pot portar a la mort si no se segueix un estricte protocol:
subministrar agents antimicrobians amb anticossos transplantament de medul·la òssia aïllament total del malalt en un recinte estèril.
b) Secundària o adquirida Apareix durant la vida de l’individu com a conseqüència d’infeccions víriques (SIDA), lesions greus que comportin pèrdues de proteïnes, malnutrició, malalties que afectin el sistema immunitari com les leucèmies (malaltia de Hodgkin) o derivades dels tractament mèdics (trasplantaments, abús d’esteroides).
3.3. Hipersensibilitat Es produeix una resposta immune davant d’una substància pràcticament innòcua, com el pol·len, les femtes dels àcars de la pols, les crineres dels cavalls, la maduixa, el meló, els pèls d’erugues , les substàncies utilitzades en la indústria, el níquel de la bijuteria, els productes de cosmètica i multitud de substàncies més.
Pàg. 36
SISTEMA IMMUNITARI
Les substàncies que produeixen aquest tipus de resposta són els al·lergens i la reacció que es produeix és al·lèrgia o hipersensibilitat.
El procés al·lèrgic es desencadena per una primera exposició a l’al·lergen, els macròfags el degraden i el presenten en les seves membranes als limfòcits que produeixen IgE i es produeixen cèl·lules de memòria immunològica. Una segona exposició pot provocar una hipersensibilitat immediata (fase aguda) o una hipersensibilitat retardada (fase retardada o cel·lular).
Hipersensibilitat immediata; l’immunoglobulina E sintetitzada contra l’al·lergen s’hi uneix a aquest i s’activen els monòcits i els basòfils. S’alliberen substàncies
piretogèniques
(histamina,
serotonina,
heparina,
etc.)
responsables de la reacció inflamatòria. La sensibilitat immediata de gran intensitat rep el nom de xoc anafilàctic. Es produeix un augment de la permeabilitat dels vasos sanguinis (el volum de líquid és més gran), cau la pressió arterial, els bronquis es contrauen provocant asma i asfíxia. En la zona intestinal apareixen contraccions, nàusees, vòmits i diarrees. Tot aquest quadre pot portar una baixada sobtada de la pressió sanguínia en la zona cerebral, pèrdua del coneixement, o bé produir un atac cardíac i, fins i tot, la mort.
Hipersensibilitat retardada, es denomina així perquè pot aparèixer diverses hores després i, fins i tot, dies després. És produïda per l’atac dels limfòcits T a l’al·lergen quan és transportat per la sang als diferents teixits. En aquest apartat hauríem de parlar del refús dels òrgans que es produeixen en els transplantaments.
Pàg. 37
SISTEMA IMMUNITARI
El diagnòstic de l’al.lergen específic es fa per tests cutanis, posant sobre la pell (del dors o del braç) extractes dels possibles antígens. La identificació ve donada per la reacció local (envermelliment, inflamació) que ocasiona.
El tractament normal es realitza amb antihistamínics. Aquests fàrmacs només són
útils
quan
hi
ha
alliberament
d’histamina. L’asma associat a aquests casos es tracta amb broncodilatadors que afavoreixen l’entrada d’aire per les vies respiratòries
i
fan
desaparèixer
la
sensació d’angoixa. En casos molt greus de xoc anafilàctic es posa una injecció intravenosa d’adrenalina.
En alguns casos s’han creat vacunes antial·lèrgiques, que consisteixen en innocul·lar en el pacient una certa quantitat d’al·lergen i es va augmentant de forma progressiva fins a proporcionar resistència al pacient.
Pàg. 38
SISTEMA IMMUNITARI
4. IMMUNITAT ARTIFICIAL
Fins ara, hem parlat d’immunitat natural, que és la resposta provocada pel cos davant de substàncies estranyes, però existeix un altre tipus d’immunitat, l’artificial, que s’adquireix subministrant a un individu un sèrum o una vacuna.
4.1. Immunitat artificial passiva A l’individu se li donen directament anticossos específics per a un patogen determinat. Aquests anticossos produeixen immunitat en poques hores, però el seu efecte només dura uns mesos, ja que no s’activa la memòria immunològica. Els anticossos s’administren en forma de sèrums o antídots i, fins ara, s’obtenien d’animals domèstics però, avui dia, s’utilitzen immunoglobulines humanes. Els sèrums s’utilitzen per immunitzar contra tètanus, diftèria, hepatitis (A i B), etc.
4.2. Immunitat artificial activa Es produeix per innocul·lació d’una vacuna. La immunitat és efectiva en uns dies, però la seva capacitat d’acció és duradora ja que s’activa la memòria immunològica. La vacuna conté antígens i el sistema immunitari del cos
reacciona
formant
els
anticossos
corresponents, s’activaran els limfòcits T i els B i es crearan cèl·lules de memòria. Si l’antigen es torna a presentar, l’organisme està preparat per actuar sobre el patogen de forma ràpida. La primera vacuna va ser descoberta per Edward Jenner al 1796, actuava contra la verola; a l’actualitat, s’utilitzen diferents tipus de vacunes:
Pàg. 39
SISTEMA IMMUNITARI
Vacunes amb patògens vius atenuats Els virus són tractats en el laboratori per tal que perdin la seva virulència. Aquests tipus de vacunes s’utilitzen per al xarrampió, la rubèola, les galteres, la poliomelitis. Hi ha el risc que una mutació origini l’aparició d’un virus infecciós que pugui provocar la malaltia.
Vacunes amb ceps no perilloses Aquestes vacunes es fan amb bacteris o virus que no provoquen la malaltia però disparen la resposta immune. Aquests microorganismes es poden formar per mutació espontània o bé es poden utilitzar patògens que provoquen la malaltia en una espècie però no en una altra.
Vacunes amb patògens morts o inactivats Es provoca la mort o la inactivitat del bacteri o del virus mitjançant mètodes físics (calor, llum ultraviolada, radiacions, etc.), s’utilitza per a vacunes de la grip, la tos ferina, el còlera, etc.
Vacunes d’antígens purificats S’utilitzen tècniques d’inginyeria genètica; s’obté una proteïna que actua com a antigen. Aquesta tècnica s’ha utilitzat per a l’obtenció de la vacuna contra l’hepatitis B.
Avui dia, s’han obert nous camins per a la producció de vacunes, de forma que la producció sigui eficaç i barata. Podem destacar-ne:
La utilització de pèptids sintètics: mitjançant complexos enzimàtics es fabriquen pèptids; el problema més gran és la dificultat per aïllar i recollir el pèptid. Un cop obtingut, es poden utilitzar com a vacuna directament o com a component d’una vacuna que es fabriqui posteriorment.
Pàg. 40
SISTEMA IMMUNITARI
La fabricació de vacunes antigèniques, s’utilitza un organisme modificat genèticament per tal que produeixi antígens. Aquests antígens s’utilitzen posteriorment per tal de crear una vacuna.
Pàg. 41