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Introducción El sistema inmunitario, es un sistema de defensa que tiene la capacidad de generar una enorme variedad de células y moléculas que pueden reconocer y eliminar de forma especifica una diversidad casi ilimitada de invasores extraños. Estas células y moléculas actúan de conjunto en una red dinámica cuya complejidad es similar al del sistema nervioso. Desde un punto de vista funcional, una reacción inmunitaria puede dividirse en dos actividades vinculadas: reconocimiento y respuesta, el reconocimiento es notable por su especificidad, este sistema esta capacitado para reconocer diferencias químicas sutiles que distingue un agente patógeno extraño de otro. Una vez que se identifique el organismo extraño, el sistema inmunitario incorpora diversas células y moléculas para oponer una respuesta apropiada llamada reacción efectora que neutraliza el agente patógeno de esta manera el sistema pueda convertir el fenómeno de reconocimiento inicial en respuestas efectoras de cada una adaptada de manera única para anular un tipo particular de patógeno, la exposición al microorganismo extraño induce a la reacción de memoria, caracterizada por una respuesta inmunitaria mas rápida y elevada que sirve para eliminar el patogeo y prevenir una enfermedad. Inmunidad innata: Los microorganismos o toxinas que consigan entrar en un organismo se encontrarán con las células y los mecanismos del sistema inmunitario innato. La respuesta innata suele desencadenarse cuando los microbios son identificados porreceptores de reconocimiento de patrones, que reconocen componentes que están presentes en amplios grupos de microorganismos, o cuando las células dañadas, lesionadas o estresadas envían señales de alarma, muchas de las cuales (pero no todas) son reconocidas por los mismos receptores que reconocen los patógenos. Los gérmenes que logren penetrar en un organismo se encontrarán con las células y los mecanismos del sistema inmune innato. Las defensas del sistema inmune innato no son específicas, lo cual significa que estos sistemas reconocen y responden a los patógenos en una forma genérica.Este sistema no confiere una inmunidad duradera contra el patógeno. El sistema inmune innato es el sistema dominante de protección en la gran mayoría de los organismos. Inmunidad adaptativa: La respuesta inmune adaptativa es específica de los anticuerpos y requiere el reconocimiento de antígenos que no son propios durante un proceso llamado "presentación de los antígenos". La especificidad del antígeno permite la generación de respuestas que se adaptan a patógenos específicos o a las células infectadas por patógenos. La habilidad de montar estas respuestas específicas se mantiene en el organismo gracias a las células de memoria. Si un patógeno infecta a un organismo más de una vez, estas células de memoria desencadenan una respuesta específica para ese patógeno que han reconocido, con el fin de eliminarlo rápidamente.
?ntígenos Un antígeno es una sustancia que desencadena la formación de anticuerpos y puede causar una respuesta inmunitaria. La definición moderna abarca todas las sustancias que pueden ser reconocidas por el sistema inmune adaptativo, bien sean propias o ajenas. Los antígenos son usualmente proteínas o polisacáridos. Esto incluye partes de bacterias (cápsula, pared celular, flagelos, fimbrias, y toxinas), de virus y otros microorganismos. Los lípidos y ácidos nucleicos son antigénicos únicamente cuando se combinan con proteínas y polisacáridos. Inmunogenecidad y antigenecidad La inmunogenecidad y antigenecidad son propiedades inmunitarias relacionadas, pero distintas, que algunas veces se confunden. La inmunogenecidad: es la capacidad para inducir una respuesta inmunitaria humoral o mediada por células, o ambas: Células B + antígeno0 células B efectoras + células B de memoria
(Células plasmáticas) Células T + Antígeno 0 Células T efectoras + Células T de memoria Aunque una sustancia que activa una reacción inmunitaria es especifica suele llamarse antígeno es más apropiado llamarlo inmunógenos. La Antigenecidad: es la capacidad para combinarse de forma especifica con los productos finales de las respuestas anteriores ( es decir anticuerpo, receptores de superficie celular o ambos). Algunas moléculas pequeñas, llamadas Hapteno, son antigénicas pero incapaces de inducir, por si mismas una reacción inmunitaria especifica, otras palabras carecen de Inmunogenecidad. actores Que influyen la inmunogeni cidad Las proteínas son los inmunógenos más potentes y los polisacáridos ocupan el segundo lugar, los lípidos y ácidos nucleicos de un agente infeccioso casi nunca sirven como inmunógenos. Para la inmunidad mediada por células, solo sirven como inmunógenos las proteínas y algunos lípidos y glucolípidos. Las proteínas deben de procesarse primero en péptidos pequeños y a continuación presentarse junto con las moléculas MHC en la membrana de una célula antes que puedan reconocerse como inmunógenos La inmunogenicidad no es una propiedad intrínseca de un antígeno, si no que depende de varias propiedades del sistema biológico particular del antígeno.
La naturaleza del inmunógenos contribuye a la Inmunogenecidad La Inmunogenecidad depende de 4 propiedades del inmunógenos: Alteridad, tamaño molecular, composición y complejidad química, y capacidad para procesarse y presentarse con una molécula de MHC en la superficie de una célula presentadora de antígeno o una célula propia alterada.
?lteridad Con el objeto de inducir una respuesta inmunitaria, el sistema biológico debe de reconocer una molécula como ajena. La capacidad para identificar lo extraño se acompaña de tolerancia de lo propio, una falta de respuesta especifica a los antígenos propios, la capacidad para tolerar antígenos propios surgen durante el desarrollo de los linfocitos en el transcurso del cual se exponen linfocitos inmaduros a competentes propios, los antígenos que no se expusieron a linfocitos inmaduros durante este periodo puede reconocerlos el sistema inmunitario en un momento posterior como ajenos o extraños. Tamaño molecular Los inmunógenos mas activos poseen casi siempre una masa molecular de 100 000 daltones o mas, las sustancias con una masa molecular menor de 5000 a 10 000 dalton son malos inmunógenos Composicion y Complejidad químicas El tamaño y la alteridad no son , por si mismos suficientes para una molécula sea inmunogena se requieren otras propiedades : por ejemplo Homopolimeros sinteticos (polímeros compuestos de un aminoácido o un azúcar simple) tienden a carecer de inmunogenicidad sin importar cual sea su tamaño. Clasificación de antígenos. Los antígenos pueden ser clasificados por su origen en dos tipos: Exógenos: son los que han entrado al cuerpo desde el exterior, por ejemplo mediante inhalación, ingestión o inyección. Estos antígenos son tomados en las células presentadoras de antígenos mediante endocitosis o fagocitosis, (CPAs) y procesadas en fragmentos. Las CPAs entonces presentarán esos fragmentos a linfocitos T colaboradores (CD4+) con ayuda de moléculas de histocompatibilidad de clase II [1] en su superficie. Algunos linfocitos T pueden reconocer de manera específica la dupla péptido:CMH. Es entonces cuando son activados y comenzarán a secretarcitoquinas. Las citoquinas son sustancias que a su vez pueden + activar linfocitos T citotóxicos (CD8 ), células productoras de anticuerpos o linfocitos B, macrófagos, y otras partículas. Xenógeno o heterólogo: dentro de este grupo encontramos a los xenoantígenos o heteroantígenos, que son aquellos que se encuentran en diferentes especiesanimales, incluyendo al hombre. Ejemplo: fiebrereumática es una enfermedad que ataca articulaciones y provoca daños severos en el corazón. Es una enfermedad considerada como enfermedad inmune, en la cual, en el corazón del niño existen moléculas de estructura similar a la del Streptococcus B hemolítico, el sistema inmune del niño como ya está sensibilizado , lo que hace es atacar a estructuras del corazón dek niño que contienen configuración similar a la del Streptococo, causándole un daño al tejido cardiaco del niño. Esto es lo que se conoce con el nombre de Reacción Cruzada. Un proceso similar es lo que vamos a observar en la glomerulonefritis y otras enfermedades autoinmunes. Autólogo: en este encontramos al tipo autoantígeno, que son antígenos específicos de cada quien. Son antígenos específicos de cada órgano, por ejemplo: los antígenos tiroideos de una persona, no van a ser los mismo que en otra. Lo que pasa con estos autoantígenos es que no están expuestos normalmente al sistema inmune, a pesar de que están dentro de nuestro organismo, debido a que cuando hay organogénesis, existen ciertos órganos que se forman antes que el sistema inmune; entonces, en la formación temprana de estos órganos quedan en su interior ciertos antígenos que el sistema inmune no alcanza a conocer (debido a que aún no se ha formado), y estos antígenos son cubiertos por otros que van surgiendo a medida que el órgano se va desarrollando, hasta que finalmente el órgano se cierra y se completa su formación , de manera que los antígenos quedan encerrados dentro del órgano, y no son expuestos al sistema inmune. Esto tiene repercusión a futuro, ya
que si se produce una infección, por ejemplo, y hay destrucción del tejido del órgano, los antígenos pueden ser expuestos, y el sistema inmune al no reconocerlos desencadena una respuesta inmune que da como resultado una enfermedad autoinmune Otro tipo de antígeno autólogo es el idiotipo, ejemplos de éstos son los antígenos Específicos de inmunoglobulina. Alógenos u homólogos: aquí se encuentran los tipos aloantígeno o isoantígeno; estos son antígenos que se encuentran en la misma especie, pero en diferentes individuos, ej,: antígenos de los grupos sanguíneos; así, el antígeno A y el antígeno B son aloantígenos. Otro ejemplo podrían ser lo antígenos de histocompatibilidad. Ejemplos de enfermedades que se puedan dar son: enfermedad hemolítica del recién nacido, reacciones de transfusión, inmunidad de transplantes.
pitopo Los epitopos son las regiones con actividad inmunológica de un inmunogeno que se unen a los receptores de membrana específicos de un antígeno en los linfocitos o a los anticuerpos secretados. Los linfocitos pueden interactuar como un antígeno complejo en varios niveles de estructura del antígeno, un epitopo es un antígeno proteico puede incluir elementos de las estructuras primarias, secundarias y terciarias e incluso cuaternaria, de la proteína. En los polisacáridos se observan con frecuencia cadenas ramificadas y múltiples ramas pueden contribuir a la conformación de epitopos
Hapteno es una sustancia química de pequeño peso molecular (menos de 10.000 daltones) que no induce por sí misma la formación de anticuerpos pero al unirse a una proteína transportadora (ej. Albumina) estimula una respuesta inmunitaria. En resumen un hapteno es la parte de un antigeno que por sí sola no dispara respuesta inmune, pero sí posee especificidad.
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? V Los anticuerpos son las proteínas que unen antígeno, se encuentran en la membrana de las células B y los que secretan las células plasmáticas. El anticuerpo unido a la membrana confiere especifidad antigénica en las células B; la proliferación de clonas de células B especificas de antígeno se activa por la interaccion del anticuerpo de membrana con antígeno. Los anticuerpos secretados circulan en la sangre, en donde sirven como los efectores de la inmunidad humoral; allí buscan y neutralizan antígenos o o l s marcan para su eliminación. Todos los anticuerpos comparten características estructurales, se unen al antígeno y participan un número limitado de funciones efectoras Los anticuerpos que se producen como reacción a un antígeno particular son heterogeno.Casi todos ellos son complejos y contienen muchos determinantes antigénicos diferentes por lo regular, el sistema inmunitario responde al liberar anticuerpos contra varios epitopos en el antígeno.
V VV VV V V Las moléculas del anticuerpo tienen una estructura común de 4 cadenas polipeptidicas. Estas estructuras se integra con dos cadenas ligeras (L) idénticas y polipeptidicas, con un peso molecular aproximado de 25 000, y dos cadenas pesadas (H), también idénticas y polipeptidicas, aunque mas grandes, con un peso molecular de 50 000 o mayor. Al igual que las moléculas de anticuerpo que constituyen, las cadenas H y L también se llaman inmunoglobulinas. Cada cadena ligera esta unida a una cadena pesada por un enlace disulfuro y por interacciones no covalentes, como uniones de sal y enlaces de hidrogeno e hidrófobos, para formar un heterodimero (H-L). las dos combinaciones idénticas de cadenas pesadas y ligeras están unidas entre si por interacciones no covalentes similares y por puentes disulfuro para formar la estructura de anticuerpo básica de cuatro cadenas (H-L)
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La Reacción antígeno y anticuerpo Las zonas del antígeno que se unen específicamente con el anticuerpo o con el receptor de un linfocito, se denominan determinantes antigénicos. Cada antígeno puede presentar varios determinantes antigénicos diferentes que estimulan la producción de anticuerpos y la repuesta de los linfocitos T. Estas estructuras químicas, los determinantes antigénicos, son los responsables de la especificidad de la respuesta inmunitaria. Al entrar en contacto antígeno y anticuerpo se unen mediante enlaces no covalentes (F. Van der Waals, Uniones hidrofóbicas, E. hidrógeno) y se desencadenan una serie de procesos capaces de neutralizarlo y eliminarlo. La unión entre ellos es reversible, depende de sus concentraciones y también de la afinidad, cuanto mayor sea ésta, más proporción de moléculas estarán unidas. Las reacciones más importantes entre antígeno y anticuerpo son las siguientes:
£ &' V V Los anticuerpos se unen de manera específica a los microorganismos y toxinas microbianas, lo cual permite inhibir o neutralizar la capacidad infecciosa de los microorganismos y la actividad tóxica de los productos microbianos. La neutralización es la única función de los anticuerpos que es mediada en su totalidad por la unión al antígeno y no requiere de la región constante. Sin embargo, este complejo inmune es eliminado gracias a la unión a los receptores Fc localizados en células de limpieza. La mayoría de los microorganismos intracelulares ingresan a las células hospederas utilizando receptores específicos presentes en la superficie de estas células. Por ejemplo, el virus de influenza infecta las células del tracto respiratorio por medio de la unión de la hemaglutinina presente en su envoltura, mientras que las bacterias gram negativas usan los pili de su pared para unir e infectar diversas células. Los anticuerpos que se unen a estas estructuras interfieren con la habilidad de los microorganismos para interactuar con los receptores celulares, lo que constituye una inhibición estérica. Sin embargo, en algunos casos, las moléculas de anticuerpo se unen a los microorganismos e inducen cambios en las moléculas de superficie que evitan la interacción con los receptores celulares, este mecanismo representa un efecto alostérico de los anticuerpos. De otro lado, los anticuerpos dirigidos contra toxinas, como la toxina tetánica o la toxina diftérica, bloquean de forma estérica la unión de las toxinas con la células blanco y de esta manera evitan el daño tisular. La neutralización puede ser mediada por cualquier anticuerpo específico, independientemente de su isotipo. Sin embargo, la mayor parte de los anticuerpos neutralizantes en circulación son del tipo IgG, mientras en las mucosas son principalmente del isotipo IgA. Los anticuerpos neutralizantes más efectivos son aquellos que tienen una mayor afinidad por el antígeno; estos anticuerpos de alta afinidad se producen gracias a un proceso de maduración de la afinidad, el cual ocurre a medida que el antígeno estimula repetitivamente los linfocitos B. Durante este proceso se seleccionan preferencialmente aquellos linfocitos B que presentan una inmunoglobulina de membrana que tiene una mayor complementariedad (y por lo tanto mayor afinidad) con el antígeno. Por ejemplo, la vacunación repetida periódicamente con toxoides o proteínas de membrana induce una respuesta de anticuerpos cada vez más efectiva.
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VV V Las células fagocíticas ingieren microorganismos con el propósito de destruirlos en su interior. En la superficie de estas células se encuentran diversos tipos de receptores que permiten una interacción directa con moléculas de los microorganismos para desencadenar la fagocitosis, lo que constituye un mecanismo de inmunidad innata. Sin embargo, la eficiencia de este proceso se aumenta significativamente si los microorganismos se recubren con otras moléculas que facilitan la interacción entre microorganismos y fagocitos (opsonización). Las células fagocíticas expresan en la membrana plasmática receptores para las porciones Fc de los anticuerpos y para la fracción C3b del complemento; estas opsoninas incrementan la capacidad de los fagocitos para ingerir a los microorganismos. Los receptores para el Fc de los distintos isotipos de inmunoglobulinas se expresan en muchas poblaciones leucocitarias y cumplen papeles diversos en la respuesta inmune. De estos receptores, los más importantes para la fagocitosis son los receptores para la IgG conocidos como receptores Fcg; existen tres tipos de receptor Fcg, los cuales tienen afinidades distintas por las diferentes subclases de IgG. El receptor Fcg de mayor afinidad es el FcgIR (CD64), el cual se une fuertemente a la IgG1 e IgG3 y débilmente a IgG2 e IgG4. Este receptor FcgI se encuentra en la superficie de los macrófagos, neutrófilos y eosinófilos, y es el principal mediador de la fagocitosis y activación de los fagocitos en respuesta a los microorganismos opsonizados. Puesto que la IgG1 e IgG3 son las inmunoglobulinas que tienen mayor afinidad por el FcgIR, ellas son las opsoninas mas eficientes para promover la fagocitosis. Debido a que las moléculas de anticuerpos que recubren la superficie del microorganismo opsonizado constituyen un arreglo multivalente, ellas presentan mayor avidez (capacidad de unión) por los receptores Fc de los fagocitos que las moléculas de anticuerpo libre. Además de inducir la fagocitosis, la unión de las partículas opsonizadas a los receptores Fc, especialmente FcgIR, desencadena una serie de señales intracelulares, particularmente fosforilación de proteínas tirosina quinasas, que conducen a la activación de los fagocitos. Esta activación desencadena la explosión respiratoria de las células fagocíticas, gracias a la activación de la NADPH oxidasa (oxidasa de los fagocitos), la cual cataliza la producción de especies reactivas del oxígeno importantes en el proceso de destrucción del microorganismo. Cuando por su tamaño, el microorganismo, célula o parásito no puede ser ingerido, los fagocitos activados a través de los receptores Fc secretan enzimas hidrolíticas y especies reactivas de oxígeno al espacio extracelular donde pueden destruir el agente agresor, pero al mismo tiempo producen un daño tisular importante. V VV V VV V? Las células NK expresan el receptor FcgIII (CD16), el cual tiene la capacidad de unirse a moléculas de IgG que se encuentren recubriendo células; de esta manera, la IgG facilita la lisis mediada por las células NK, fenómeno conocido como ADCC. El factor FcgRIII es un receptor de baja afinidad que se une a moléculas de IgG que se encuentran agrupadas en la superficie de las células blanco, pero que no tiene capacidad de unirse a la IgG libre, lo cual asegura la activación de las células NK sólo en el momento requerido. Esta interacción del FcgRIII con las células cubiertas con IgG activa la síntesis y secreción de citoquinas en las células NK, particularmente IFN-g, y al mismo tiempo induce la degranulación de los gránulos preformados hacia el sitio de la membrana plasmática que está en contacto con la célula blanco, lo cual conduce a la citotoxicidad de dicha célula. Los eosinófilos realizan una forma especial de ADCC dirigida contra los helmintos. Estos parásitos son demasiado grandes para poder ser fagocitados y su tegumento es relativamente resistente a los productos microbicidas de los neutrófilos y macrófagos; sin embargo, pueden ser destruidos por la proteína básica presente en los gránulos de los eosinófilos. Debido a lo anterior, el principal mecanismo para eliminar los helmintos consiste en la unión de IgE específica a los antígenos del parásito, y este complejo a la vez se une al receptor Fce de alta afinidad (FceRI) presente en la membrana de los eosinófilos. Esto, conduce a señales
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?lotipos Se entiende por alotipo las pequeñas diferencias en la secuencia de aminoácidos en la región constante de las cadenas ligeras y pesadas de los anticuerpos producidos por los distintos individuos de una especie,
Idiotipo V V V epítopo V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V VV V VV V V VV V
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