IMMUNOLOGIA. CONCEPTES BÀSICS

En medicina, la immunitat biològica és la qualitat de tenir defenses biològiques suficients com per evitar infeccions, malalties, o altres invasions biològiques no desitjades.

IMMUNITAT

Es diu d’un organisme que té suficients defenses per a una determinada infecció.

IMMUNE

Estudi de tots els aspectes relacionats amb la immunitat biològica.

IMMUNOLOGIA

És el conjunt de mecanismes d'un organisme que el protegeixen contra les malalties per mitjà de la identificació i l'eliminació de patògens i cèl·lules tumorals.

RESPOSTA IMMUNITÀRIA

És el conjunt d’òrgans, teixits, cèl·lules i molècules que intervenen en la resposta immunitària.

SISTEMA IMMUNITARI

Tot element físic, químic o biològic que posseeix l’organisme per fer front a una invasió d’elements externs.

DEFENSES IMMUNITÀRIES

DEFENSES

FÍSIQUES

QUÍMIQUES

EXTERNES:

BIOLÒGIQUES

ÒRGANS I TEIXITS

CÈL·LULES

INTERNES:

MOLÈCULES

Epiteli digestiu

Epidermis de la pell

Secrecions: moc, saliva, cera, llàgrimes...

Flora bacteriana

Secundaris

Primaris

Estirp limfoide

Estirp mieloide

Anticossos

Sistema del Complement

Citosines

DEFENSES INTERNES. ÒRGANS I TEIXITS

1. MEDUL·LA ÒSSIA VERMELLA

2. TIM (TIMUS)

PRIMARIS SECUNDARIS

On es diferencien i/o maduren els diferents tipus de limfòcits.

Conté les cèl·lules mare de totes les sanguínies i hi maduren els limfòcits B. Als adults, es troba a l’interior dels ossos plans.

Hi maduren els limfòcits T

1

2

On interaccionen els limfòcits entre sí i amb altres cèl·lules i contacten amb els antígens.

3. SISTEMA LIMFÀTIC

Limfa: transporta enzims, proteïnes, greixos i també antígens i limfòcits

3a. Vasos limfàtics: per on circula la limfa

3b. Ganglis limfàtics: filtren la limfa

3b

3a

4. MELSA

Filtra la sang

4

5. TEIXIT LIMFÀTIC ASSOCIAT

5a. Amígdales

5b. Plaques de Peyer

5a

5b

Estirp mieloide

L'hematopoesi és el procés de producció de les cèl·lules sanguínies. Té lloc a la medul·la òssia a partir de

cèl·lules mare pluripotencials i origina dos tipus d’estirps: mieloide i limfoide.

ERITRÒCITS Glòbuls vermells, presenta a la sang. Aporten oxigen als teixits.

MEGACARIÒCITS Presents a la sang, produeixen plaquetes que taponen les ferides.

NEUTRÒFILS Fagòcits abundants a la sang.

EOSINÒFILS Fagòcits poc abundants a la sang. Essencials en infeccions agudes.

BASÒFILS Poc abundants a la sang. Alliberen histamina i heparina.

MACRÒFAGS Fagòcits presents a la sang i als teixits (HISTIÒCITS). CPA

DEFENSES INTERNES. CÈL·LULES (I)

CÈL·LULES DENDRÍTIQUES

MASTÒCITS

Fagòcits presents als teixits perifèrics. CPA

Presents al teixit connectiu. Alliberen histamina i heparina.

GR

AN

ULÒ

CIT

S M

ON

ÒC

ITS

Inclou cèl·lules que intervenen en la resposta immunitària (fagòcits, principalment) i cèl·lules amb altres

funcions (transport de gasos i coagulació)

Estirp limfoide

CITOTÒXICS (CD8) Limfòcits T activats que a la Resposta Immune Cel·lular destrueixen cèl·lules.

COL·LABORADORS (CD4) Limfòcits T activats que a la Resposta Immune Cel·lular activen Limfòcits B, potencien Macròfags, fan proliferar Limfòcits Supressors

SUPRESSORS Limfòcits T activats que aturen tant la Resposta Immune Humoral com la Cel·lular. Actualment es dubta de la seva existència.

CÈL·LULES DE MEMÒRIA Limfòcits T activats que continuen presents al teixit limfàtic.

CÈL·LULES PLASMÀTIQUES Limfòcits B activats responsables de la Resposta Immune Humoral. Produeixen Anticossos.

DEFENSES INTERNES. CÈL·LULES (II)

CÈL·LULES DE MEMÒRIA

CÈL·LULES NK

Limfòcits B activats que continuen presents a la sang.

A la Resposta Immune Cel·lular destrueixen cèl·lules.

LIM

FÒC

ITS

T LI

MFÒ

CIT

S B

Inclou exclusivament cèl·lules que intervenen en la resposta immunitària sense capacitat fagocítica.

DEFENSES INTERNES. MOLÈCULES (I)

Actualment s’han descoberts unes 30 proteïnes que intervenen en aquest procés. Algunes són de membrana, la majoria plasmàtiques. Afavoreixen la inflamació, la fagocitosi, l’activació dels macròfags i la lisi cel·lular.

Produïdes principalment per macròfags i Limfòcits T. Regulen la resposta immunitària i la inflamació. Les més importants són els interferons, les limfocines i les quimosines.

Els produeixen els Limfòcits B i les cèl·lules plasmàtiques (Limfòcits B activats) i reaccionen amb els antígens, que provoquen la seva aparició, per neutralitzar-los i destruir-los. Químicament són glicoproteïnes de conformació globular presents a la sang, la limfa, el líquid intersticial i a la superfície d’algunes cèl·lules, per aquest motiu també es coneixen com a immunoglobulines (Ig).

SISTEMA DEL COMPLEMENT

CITOSINES

ANTICOSSOS O IMMUNOGLOBULINES

DEFENSES INTERNES. MOLÈCULES (I)

Estructura d’un anticòs

La seva peculiar estructura consta de 4 cadenes polipeptídiques estabilitzades per ponts disulfur i amb glúcids units a algun dels seus aminoàcids.

2 cadenes H (pesants) iguals entre elles i de mida gran (més de 400 aminoàcids) 2 cadenes L (lleugeres) d’uns 200 aminoàcids i també idèntiques entre elles.

Regió variable que constitueix el lloc d'unió a l'antigen, també anomenat paràtop, i es pot unir a mínim a dues molècules d'un mateix antigen.

Regió constant, integrada per la tija i una porció de les dues branques.

glúcids

MECANISMES DE DEFENSA

INESPECÍFICS ESPECÍFICS

BARRERES NATURALS

Pell, mucoses, secrecions

RESPOSTA IMMUNITÀRIA INESPECÍFICA

Inflamació Fagocitosi Citòlisi

RESPOSTA IMMUNITÀRIA

ESPECÍFICA

Cel·lular Humoral

INNATS ADQUIRITS

Natural Artificial

RESPOSTA IMMUNITÀRIA INESPECÍFICA

Si per alguna circumstància les barreres naturals són traspassades, els mecanismes de defensa interns inicien la resposta immunitària. De manera general, els primers mecanismes que s’activen són els innats i constitueixen la Resposta Immunitària Inespecífica (RII) que inclou tres processos –inflamació, fagocitosi i citòlisi- que es desenvolupen en el punt on s’ha produït la invasió o a en aquell en el que s’acumulen els agents patògens. La RII pot donar lloc o no a la Resposta Immunitària Específica (RIE) segons la intensitat de la infecció.

INFLAMACIÓ, FAGOCITOSI I CITÒLISI

MASTÒCITS Residents als teixits. Alliberen substàncies vasodilatadores, afavoreixen l'arribada d'anticossos i atreuen als fagòcits.

HISTIÒCITS i C. DENDRÍTIQUES Residents als teixits. Inicien la fagocitosi.

BASÒFILS Provinents de la sang, incrementen l'efecte crida.

NEUTRÒFILS Provinents de la sang, són els primers fagòcits en arribar.

MACRÒFAGS Provinents de la sang, incrementen la fagocitosi i donat el cas presenten antígens als limfòcits.

MEGACARIÒCITS

CÈL·LULES NK

Residents a la sang, donat el cas produeixen plaquetes.

Provinents de la sang, destrueixen patògens i cèl·lules infectades de manera inespecífica.

SISTEMA DEL COMPLEMENT Originen els CAM per via alternativa i destrueixen patògens. També activen inflamació, i faciliten la fagocitosi per opsonització.

INFLAMACIÓ, FAGOCITOSI I CITÒLISI

RESPOSTA IMMUNITÀRIA ESPECÍFICA (I)

La RIE inclou, de fet, dos conjunts de respostes -cel·lular i humoral- segons intervenguin només cèl·lules o,a més, es produeixin anticossos. En qualsevol cas, la seva especificitat provoca que cada tipus d’antigen té una resposta pròpia i personalitzada i, en la majoria de casos, l’organisme queda immunitzat per aquest mateix antigen durant un període de temps variable (de dies a permanent).

RESPOSTA IMMUNITÀRIA ESPECÍFICA CEL·LULAR

MACRÒFAGS Fagociten antígens i els presenten als Limfòcits T4 a través dels seus MHC-II

LIMFÒCITS T4 Uneixen els seus TCR als MHC-II dels macròfags, alliberant limfocines i provocant la proliferació de Limfòcits T8.

LIMFÒCITS T8 Uneixen els seus TCR als MHC-I de cèl·lules infectades destruint-les

LIMFÒCITS SUPRESSORS Donat el cas, interfereixen als Limfòcits T4 per tal d'aturar la resposta immunitària cel·lular.

CÈL·LULES DE MEMÒRIA Són Limfòcits T8 que resten a la sang durant un cert temps per, donat el cas, reactivar la resposta ràpidament.

TCR T Cell Receptor

MHC-II Major Histocompatibility

Complex de classe II

Macròfag Limfòcit T C4

Fagocitosi

Fagosoma Vesícules exocítiques

Digestió

Partícules digerides

RESPOSTA IMMUNITÀRIA ESPECÍFICA CEL·LULAR

Limfocines

Citotoxines

RESPOSTA IMMUNITÀRIA ESPECÍFICA CEL·LULAR

Cèl·lula infectada

Limfòcit T C8

RESPOSTA IMMUNITÀRIA ESPECÍFICA HUMORAL

MACRÒFAGS Fagociten antígens , els presenten als Limfòcits T4 a través dels seus MHC-II i posteriorment també fagociten complexos antigen-anticòs.

LIMFÒCITS T4 Al unir-se als macròfags (MHC-II/TCR) s'activen a LIMFÒCITS T4-H2.

LIMFÒCITS B Internalitzen l'antigen, per endocitosi, el presenten als Limfòcits T4-H2 i es transformen en CÈL·LULES PLASMÀTIQUES i CÈL·LULES DE MEMÒRIA.

CÈL·LULES PLASMÀTIQUES Alliberen anticossos específics.

ANTICOSSOS Principalment, IgM en la fase de Limfòcit B o IgG en la fase de Cèl·lula Plasmàtica. S'uneixen específicament a l'antigen. També activen la via clàssica del Sistema del Complement.

RESPOSTA IMMUNITÀRIA ESPECÍFICA (II)

CÈL·LULES DE MEMÒRIA Són Limfòcits B que resten a la sang durant un cert temps per, donat el cas, reactivar la resposta ràpidament.

SISTEMA DEL COMPLEMENT Originen els CAM per via alternativa i destrueixen patògens. També activen inflamació, i faciliten la fagocitosi per opsonització.

Limfòcit T CD4

Limfòcit T CD8

Limfòcit B

Cèl·lula plasmàtica Anticossos

Limfocines

Limfocines

Macròfag

Tipus de anticossos

En eucariotes vertebrats, als mamífers hi podem trobar 5 tipus diferents d’immunoglobulines (Ig) , algunes d’elles també presents a aus, rèptils, amfibis o peixos , amb diferències a les Cadenes H i en el número de subunitats que les formen.

Presents ja als peixos, estan constituïdes per 5 monòmers (pentàmeres) units pels extrems de les seves respectives cadenes H oposats als que conformen els paràtops. Són les primeres que es formen com a resposta immunitària. Es troben lliures a la sang i altres fluids corporals i adherides a la superfície dels Limfòcits B. Són eficaces contra virus i bacteris i activen la fagocitosi i el Sistema del Complement. Caracteritzen els grups sanguinis.

IgM

També són ja presents als peixos. Són monòmeres i es troben a la superfície dels Limfòcits B. També activen la fagocitosi i el Sistema del Complement.

IgD

Sorgeixen als amfibis. Són monòmeres lliures sintetitzades per les cèl·lules plasmàtiques a partir de IgM i IgD i poden arribar, en mamífers, a representar el 80% del total d’anticossos circulants. Es sintetitzen en gran quantitats quan es produeix una reinfecció. A alguns grups de mamífers, travessen la placenta i doten d’immunitat passiva a l’embrió. Eficients contra virus, bacteris i fongs a més d’activar, com la IgM i la IgD, la fagocitosi i el Sistema del Complement.

IgG

Semblen exclusives d’aus i mamífers i poden ser monòmeres o dímeres. Característiques al MALT i a secrecions com les vaginals, la saliva, les llàgrimes... Actuen sobre patògens inhalats o ingerits. També són derivades de les IgM i IgD. No activen el Sistema del Complement.

IgA

Només localitzades, per ara, als mamífers són monòmeres lliures presents en concentració molt baixa als teixits. Com les IgG i IgA són derivades de les IgM i IgD. Tampoc no activen, com la IgA, el Sistema del Complement. Relacionades amb processos al·lèrgics.

IgE

Antígens

Tota substància aliena a l'organisme, capaç de desencadenar una resposta immune, és un antigen. Són fonamentalment proteïnes, però tots ells es caracteritzen per desencadenar la formació d'anticossos.

La regió immunològicament activa d'un antigen s'anomena determinant antigènic o epítop.

Determinants antigènics

proteïnes

virus polisacàrids

bacteris

Reacció antigen-anticòs (I)

És de fet la reacció immune, i en ella el determinant antigènic d'un antigen s'acobla amb la porció variable d'un anticòs. És una reacció totalment específica, el resultat és la formació de complexos antigen-anticòs que posteriorment són fagocitats.

Formen complexos tridimensionals molt grans que deixen de ser solubles i precipiten.

TIPUS DE REACCIÓ ANTIGEN-ANTICÒS

PRECIPITACIÓ AGLUTINACIÓ

Es formen agregats cel·lulars gràcies a la unió dels anticossos (aglutinines) i els antígens (aglutinògens) de la superfície de la cèl·lula.

Antígens solubles

anticossos

Reacció antigen-anticòs (II)

Les opsonines són anticossos que es fixen a la superfície dels microorganismes facilitant la seva localització pels fagòcits.

Els anticossos es comporten com antitoxines, eliminant els efectes negatius dels antígens.

Antígens

Anticossos

Els anticossos protegeixen la cè·lula

TIPUS DE REACCIÓ ANTIGEN-ANTICÒS

NEUTRALITZACIÓ OPSONITZACIÓ

Els antígens s’uneixen als anticossos i no afecten la cèl·lula

Microorganisme patogen

Anticossos

Opsonització

Fagocitosi

Via clàssica del sistema de complement

La via clàssica de complement s'activa davant complexos antigen-anticòs situats a la superfície dels microorganismes, pel que requereix una resposta immune específica prèvia.

Antígens

Anticossos

Lisi cel·lular

Complexe d’atac a la membrana (CAM)

Via alternativa del sistema de complement

És un mecanismes típic d'immunitat innata que es posa en marxa davant la simple presència de molècules microbianes. Tant en la via clàssica com en l'alternativa, la finalitat és la lisi cel·lular.

Complexe d’atac a la membrana (CAM)

Lisi cel·lular

Microorganismes Antígens

Anticossos