SISTEMA IMMUNITARI

La defensa contra les infeccions

• La immunitat es la resistència que presenten els organismes davant la infecció.

• La immunologia és la ciència que estudia la immunitat.

• La immunitat pot ser:- Natural

Activa Passiva

- ArtificialActivaPassiva

  Natural Artificial

Activa

                                                                                    

      

Passiva

Sistema immunitari

- El sistema immunitari 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.

• Està format per tres línies de defensa:– Barreres– Sistema immunitari inespecífic (innat)– Sistema immunitari específic (adaptatiu)

Barreres mecàniques, químiques i biològiques

Mecàniques• Pell i mucoses• Als pulmons, la tos i els esternuts expulsen mecànicament els

patògens i altres irritants de les vies respiratòries. • L’acció netejadora de les llàgrimes i l’orina també expulsa

patògens mecànicament. • Les mucositats secretades pels aparells respiratori i

gastrointestinal serveixen per atrapar i enganxar els microorganismes.

Químiques• La pell i l’aparell digestiu secreten pèptids antimicrobians (les

defensines). A la saliva, les llàgrimes i a la llet materna hi ha lisozim...

Biològiques• Flora bacteriana

Sistema immunitari

• Actua quan l’agent patogen travessa les barreres i entra a l’organisme.

• La resposta immune és la reacció del sistema immunitari davant l’entrada d’un agent estrany o antigen.

• Pot ser:- Inespecífica- Específica

Sistema immunitari inespecífic• El sistema immunitari innat és el conjunt de

cèl·lules i mecanismes de defensa no específica, reconeixen i responen a patògens d’una manera ràpida però genèrica.

• Les funcions principals del sistema immunitari innat inclouen:– Produir inflamació. – Activació del sistema del complement per a identificar

bacteris, activar cèl·lules i promoure la neteja. – La identificació i eliminació de substàncies alienes per

mitjà de glòbuls blancs especialitzats. – L’activació del sistema immunitari adaptatiu per mitjà

d’un procés conegut com a presentació d’antigen.

La inflamacióEtapes:• Producció de l’estímul

desencadenant• Producció i alliberament de

mediadors de la inflamació• Accions desencadenades per

els mediadors: Dilatació dels vasos sanguinis de

la zona: envermelliment, augment de la temperatura

Augment de la permeabilitat dels capil·lars: inflamació local

Dolor: estimulació dels receptors Activació de les cèl·lules

fagocitàries

• La resposta inflamatòria es caracteritza pels següents símptomes:– envermelliment (rubor) – calor (calor) – tumefacció (tumor) – dolor (dolor)

• La inflamació és estimulada per factors químics alliberats per cèl·lules lesionades i serveix per a establir una barrera física contra l’escampament de la infecció, així com per a afavorir la curació dels teixits lesionats un cop s’han eliminat els patògens.

Cèl·lules fagocitàries

• Els fagòcits són els glòbuls blancs que protegeixen el cos ingerint (fagocitant) proteïnes alienes nocives, bacteris i cèl·lules mortes o moribundes.

• Inclouen neutròfils, monòcits, macròfags, cèl·lules dendrítiques ...

• Es troben circulant, a la sang, o en els teixits.

• Són vitals per combatre les infeccions, així com a l’hora de mantenir els teixits sans mitjançant l’eliminació de cèl·lules mortes i moribundes que han arribat a la fi de la seva vida.

• Quan es produeix una infecció, s’envia un senyal químic de socors per atreure fagòcits al lloc d’infecció - Quimiotaxi

• Aquests senyals químics poden incloure proteïnes de bacteris, productes del complement i citocines alliberades pels macròfags situat al teixit a prop del lloc d’infecció.

• Els fagòcits abandonen el flux sanguini i penetren als teixits afectats – Diapedesi

Neutròfils• Glòbul blanc que es fabrica i madura a la

medul·la òssia, després passa a la sang. Hi ha uns 5.000 milions de neutròfils en un litre de sang humana. Només viuen uns 5 dies.

• Una vegada han rebut els senyals apropiats, triguen uns trenta minuts en abandonar la sang i arribar al lloc d’infecció.

• Són devoradors voraços i ràpidament absorbeixen els invasors coberts d’anticossos i complement, així com cèl·lules danyades o residus cel·lulars. Posteriorment moren i passen a formar part del pus.

• Poden secretar productes que estimulen l’acció de les altres cèl·lules fagocitàries.

Monòcits

• Glòbul blanc que es fabrica a la medul·la òssia i madura a la sang. Hi ha uns 500 milions de monòcits en un litre de sang humana.

• Després de 8 hores d’estar a la sang migra als diferents teixits.

• Segons el lloc on es troba rep diferents noms:

– Sistema nerviós: Cèl·lules de la micròglia.

– Fetge: cèl·lules de Küpffer.– Ossos: Osteoclasts.– Pulmó: Macròfags alveolars.– Teixit conjuntiu: Histiòcits.

Cèl·lules dendrítiques

• Són un tipus de monòcits que es troben als teixits que estan en contacte amb el medi exterior (pell, part interior del nas, pulmons, estómac, intestins...)

• Són molt eficaces a l’hora de fagocitar material perillós pel cos.

• Són cèl·lules presentadores d’antigen.

Basòfils / Mastòcits

• Són cèl·lules que tenen el seu origen en la medul·la òssia, on s’originen els precursors immadurs, que tenen un curt recorregut en la sang i que en arribar als teixits, especialment el teixit conjuntiu, es converteixen en mastòcits

• Tenen en el seu citoplasma diversos grànuls que contenen histamina i altres substàncies químiques que quan s’alliberen al teixit que les envolta i provoquen diverses reaccions que inclouen la dilatació dels capil·lars, inflor i desenvolupament de picor.

• Aquestes cèl·lules participen també en els processos de curació i reparació de les ferides

Cèl·lules responsables de la immunitat innata

Sistema del complement

• El complement és un conjunt de més de 30 proteïnes plasmàtiques solubles (β-globulines) que formen un sistema enzimàtic en cascada.

• Està sempre present de forma inactiva. S’activen de manera seqüencial amb la presència de complexes antigen - anticòs o directament per antígens.

• Aquestes proteïnes reben el nom de complement perquè ajuden i complementen els mecanismes de resposta immune.

• Les principals són els components C1 a C9, el factor B i el factor D.

Activitat del sistema del complement

L’activació en cascada dels seus components pot produir:– Formació d’un complex perforador (C5b-9, CAM o MAC)

que provoca la lisi del microorganisme.– Inici d’un procés inflamatori agut, els seus components

C3a i C5a provoquen l’alliberament dels mediadors (anafilotoxines) que contenen els mastòcits i els basòfils i es produeix vasodilatació.

– Opsonització dels patògens mitjançant el fragment C3b, fent-los més “atractius” als macròfags.

– Funció de quimiotaxi: el fragment C5a atreu als neutròfils i macròfags cap al lloc de la infecció.

Els interferons• Són proteïnes segregades per determinades

cèl·lules dels vertebrats quan son infectades per un virus.

• S' uneixen a la membrana plasmàtica de les cèl·lules sanes i les immunitzen davant la infecció per al mateix o altres virus.

• Mecanisme d’acció:– El virus infecta la cèl·lula (a)– La presència de l’àc. nucleic viral indueix

l’expressió de gens d’interferó (c)– L’interferó és secretat per la cèl·lula infectada– Es fixa a un receptor específic d’una cèl·lula no

infectada– Aquesta unió indueix la producció d’enzims que

inhibeixen la traducció de l’RNA viral i estimulen l’acció d’endonucleases que degraden l’RNAm viral

Sistema immunitari específic

Característiques:- Reconeixement del que és propi - Totes les

molècules que són capaces d’activar el sistema immunitari reben el nom d’antígens. Qualsevol macromolècula aliena a l’organisme és reconeguda pel sistema immunitari i es desencadena una resposta immunològica.

- Resposta específica – Mitjançant l’activació dels limfòcits i la fabricació d‘anticossos.

- Memòria – Cèl·lules de memòria.

Reconeixement

Complex major d’histocompatibilitat (MHC) = antígens leucocitaris humans (HLA)

Totes les cèl·lules tenen molècules a la seva superfície que són úniques per cada persona. Aquestes molècules constitueixen el sistema HLA o MHC i serveixen per diferenciar el que és propi del que no ho és.

Hi ha tres tipus de proteïnes MHC:

• Classe I - S’expressen en gairebé totes les cèl·lules nucleades de l’organisme

– Serveixen per presentar antígens peptídics de cèl·lules pròpies (antígens intracel·lulars) alterades als limfòcits T (CD8+) o cèl·lula T citotòxica (Tc).

– En el cas d’haver estat infectada per un bacteri, alguna de les proteïnes bacterianes podria ser digerida i parts d’ella mostrades a la superfície cel·lular mitjançant una molècula d'MHCI per a ser reconeguda pel sistema immunitari i ser destruïda per tal d’eliminar l’agent infecciós.

Processament de pèptids associats a molècules MHC-I: proteïnes presents en el citosol son degradades per el proteosoma, i els pèptids passen al RE, on s’associen a les molècules d’MHC-I. Posteriorment passen a l’aparell de Golgi i, mitjançant vesícules secretores, a la membrana cel·lular on són exposats.

• Classe II - Són expressades exclusivament per cèl·lules presentadores d’antigen (macròfags, cèl·lules dendrítiques i limfòcits B). – Aquestes molècules s’uneixen a pèptids normalment

d’origen exogen derivats de proteïnes estranyes (bacterianes, víriques, etc) que són internalitzades per endocitosi i digerides per ser seguidament presentades en superfície.

– Aquests antígens podran ser llavors, reconeguts per limfòcits T col·laboradors i cèl·lules Th ( T helpers)

• Classe III - Engloben membres del sistema del complement i molècules implicades en la inflamació, com els factors de necrosi tumoral alfa (TNFα) i beta (TNFβ). No són proteïnes de membrana i no tenen cap paper en la presentació d’antigen.

Els limfòcits

• Són glòbuls blancs que es caracteritzen morfològicament per tenir un nucli arrodonit i molt poc citoplasma. Són cèl·lules de mida petita.

• N’hi ha de dos tipus:–Limfòcits B (o cèl·lules B). adquireixen la

seva immunocompetència en la medul·la òssia. La seva funció és formar anticossos quan troben un antigen. Una part es transforma en cèl·lules de memòria.

–Limfòcits T (o cèl·lules T). Es formen a la medul·la òssia i adquireixen la seva immunocompetència en el tim. Al seu contacte amb l’antigen poden ser cèl·lules de memòria o bé cèl·lules efectores amb diverses funcions.

Els anticossos

Els limfòcits B activats es diferencien:–En plasmòcits, el paper dels quals és la

producció d’anticossos solubles.–En limfòcits B de memòria.

Els anticossos (immunoglobulines o, popularment, "defenses") són glicoproteïnes que mostren una forma característica d’YEls anticossos es troben en dos formes:

–en forma soluble secretada a la sang i altres fluids del cos,

–en forma unida a la membrana cel·lular, ancorada a la superfície d’un limfòcit B.

• Els anticossos poden presentar-se en diferents varietats, conegudes com isotips o classes.

• En els mamífers n’existeixen cinc isotips, coneguts com IgA, IgD, IgE, IgG i IgM:– IgA - Es troba a les mucoses, com el tub

digestiu, el tracte respiratori i el tracte urogenital. N’impedeix la colonització per part de patògens. També es troba a la saliva, les llàgrimes i la llet.

• IgD - La seva funció consisteix principalment en servir de receptor d’antígens en limfòcits B que no han estat exposats als antígens.

• IgG – Proporciona la major part de la protecció immunitària basada en anticossos contra els patògens invasors. És l’únic anticòs capaç de creuar la placenta per proporcionar al fetus una immunitat passiva. Constitueix el 80% de les immunoglobulines totals

• IgM - S’expressa a la superfície dels limfòcits B i en forma de secreció amb gran afinitat per la seva diana. Elimina els patògens als estadis immediats de la resposta immunitària mitjançada pels limfòcits B, fins que existeixen prou IgGs.

• IgE – Són les responsables de les al·lèrgies. Quan entra un al·lergogen es fabriquen IgE que es fixen a les membranes dels mastòcits i dels basòfils, quan entra de nou l’al·lergogen es fixa a les IgE específiques i desencadena l’alliberament d’histamina i d’altres mediadors químics per part dels mastòcits i basòfils que desencadenen una resposta inflamatòria: urticària, èczema, angioedemes (s’inflen els llavis, els dits...), dermatitis atòpica i xoc anafilàctic.

També protegeix contra cucs paràsits.

• Els limfòcits B abans de la seva maduració, quan encara no han estat exposats a l’antigen, es coneixen com limfòcits B verges i només expressen els isotips IgM en la seva forma ancorada a la superfície cel·lular.

• Comencen a expressar tant IgM com IgD quan arriben a la maduresa, i en aquest moment ja estan preparats per respondre als seus antígens.

• L’activació d’un limfòcit B segueix la seva trobada i unió amb el seu antigen, cosa que estimula la cèl·lula perquè es divideixi i es diferenciï en una cèl·lula productora d’anticossos denominada cèl·lula plasmàtica.

• En aquesta forma activada, els limfòcits B comencen a secretar anticossos en lloc d’ancorar-los a la membrana.

• Algunes cèl·lules filles dels limfòcits B activats pateixen un canvi isotòpic, un mecanisme que provoca que la producció d’anticossos en les formes IgM o IgD es transmuti als altres tipus, IgE, IgA o IgG, que juguen diferents papers al sistema immunitari.

Funcions dels anticossos

• Neutralització de l’antigen• Opsonització• Augment de la fagocitosi• Activació del sistema del complement• Activació dels limfòcits T citotòxics

Limfòcits T• Tenen un paper fonamental en el control

i desenvolupament de la resposta immune específica. Regulen la resposta immunitària i ajuden a l’eliminació de microorganismes intracel·lulars.

• Es caracteritzen per tenir receptors específics per els antígens anomenats receptors de cèl·lules T o TCR que reconeixen pèptids antigènics units a molècules del MHC.

Receptors de Cèl·lules T (TCR)

N’hi ha de dos tipus:• El TCR / està associat

físicament a una proteïna anomenada CD3, formant el complex funcional a la superfície dels limfòcits T. El TCR / participa en la interacció pèptid - MHC i el CD3 en la transducció de senyals a l’interior dels limfòcits T. Representen el 90-99% dels limfòcits T perifèrics madurs.

• El TCR /, també està associat a CD3. Representen l’1 al 10% de limfòcits T perifèrics madurs.

Limfòcits T /

• Inclouen dues poblacions de limfòcits:– T CD4+ (col·laboradors o helpers) – Estan

implicats en el reconeixement d’antígens exògens units a MHC de classe II.

– T CD8+ (supressors/citotòxics) - Reconeixen pèptids generats per processos endògens i units a molècules d'MHC de classe I. S’encarreguen de destruir les cèl·lules infectades i cèl·lules canceroses.

Limfòcits T /

• Reconeixen antígens de manera independent d'MHC de classe I o de classe II. No expressen les proteïnes CD4 ni CD8.

• Aquestes cèl·lules estan implicades en el reconeixement de proteïnes induïdes per estrès així com antígens de micobacteris.

• La seva funció és eliminar les cèl·lules del cos que es troben sota estrès, com ara les cèl·lules infectades o les que estan en procés de transformació tumoral.

Activació dels limfòcits T• L’activació dels limfòcits T es dóna quan hi

ha el reconeixement entre el receptor TCR i la molècula MHC amb l’antigen a banda de l’activació d’altres molècules presents a la seva membrana.

• Els limfòcits T CD4+ s’activen amb molècules MHC de classe II i produeixen citoquines que activaran altres cèl·lules del sistema immunitari (NK, limfòcits T CD8+, limfòcits B, macròfags...)

• Els limfòcits T CD8+ produeixen factors citotòxics i destrueixen les cèl·lules diana.

ÒRGANS LIMFOIDES

Resposta primària i secundària

MAL FUNCIONAMENT DEL SISTEMA IMMUNITARI

Quan el sistema immunitari no pot exercir les seves funcions es produeixen trastorns que poden ser molt greus:

- Al·lèrgies- Problemes amb els transplantaments- Malalties per deficiència immunològica- Malalties autoimmunes

Al·lèrgia

• L’al·lèrgia és una resposta exagerada de l’organisme quan entra en contacte amb determinades substàncies provinents de l’exterior.

• Aquestes substàncies s’anomenen substàncies al·lergèniques o al·lèrgens.

• Quan un al·lergogen penetra en l’organisme d’un subjecte al·lèrgic, el sistema immunitari respon produint una gran quantitat d’anticossos (IgE).

• Aquests IgE s’uneixen a les membranes dels mastòcits.• Una exposició successiva al mateix al·lergogen produirà

l’alliberació de mediadors químics, en particular histamina, que produirà els símptomes típics de la reacció al·lèrgica.

Al·lèrgens

• Generalment són proteïnes o glucoproteïnes.• Poden ser inhalades, com la pols o el pol·len;

ingerit, como las proteïnes de la clara d’ou o el marisc; injectat, como la penicil·lina, o actuar per contacte, com la llana, l’esparadrap o els metalls pesats.

Símptomes de l’al·lèrgia

Símptomes de l’al·lèrgia

• Cutanis: èczema, dermatitis atòpica, urticària i edema angioneuròtic

• Pulmonars: asma, pneumopatia intersticial, pneumopatia eosinofílica

• Oculars: conjuntivitis, queratitis • Otorinolaringològics: rinitis, sinusitis, epistaxis,

anòsmia • Digestius: vòmits, diarrees, dolor abdominal • Hematològics: anèmia, trombopènia,

leucopènia, eosinofília • Generalitzats: anafilaxi o xoc anafilàctic

Anafilaxi

• És una reacció al·lèrgica que afecta a tot l’organisme.

• Les histamines i d’altres mediadors químics que s’alliberen provoquen el procés inflamatori.

• Pot ser greu o molt greu si obstrueix les vies respiratòries, si hi ha una baixada sobtada de la pressió sanguínia o si es presenten problemes cardíacs

Immunodeficiència

• És un estat patològic en el qual el sistema immunitari és incapaç de desenvolupar una resposta immunològica adequada davant la presència d’un antigen estrany i l’antigen roman a l’organisme.

• Hi ha diferents graus d’immunodeficiència.• N’hi ha de dos tipus:

– Primària - D’origen genètic o innat. Pot afectar tant a les defenses específiques com a les defenses inespecífiques.

– Secundària o adquirida - Apareix en qualsevol moment com a conseqüència de diversos factors: leucèmia, exposició a radiacions, fàrmacs (alteració de la flora normal pels antibiòtics), tractament prolongat amb immunosupressors, virus VIH...

SIDA (Síndrome d’immunodeficiència adquirida)

• Es una malaltia infecciosa causada pel virus VIH, que cursa amb una profunda alteració de la immunitat cel·lular, la qual afavoreix la instauració d’altres infeccions i malalties de pronòstic clínic greu.

• Des que es va descriure el primer cas l’any 1981, han mort de SIDA al món uns 6,4 milions de persones i se n’han infectat més de 40 milions.

• La infecció és caracteritza fonamentalment per una síndrome mononucleòsica (febre, erupció cutània, faringitis...)

• Al cap d’un mes aproximadament després de la infecció es produeix un quadre clínic similar al d’una grip, que sovint passa inadvertida.

• El virus pot restar inactiu fins a un període de 10 anys, el virus es reactiva produint una virèmia generalitzada que fa baixar les poblacions de limfòcits i produeix una fallada del sistema immunitari moment en què es poden produir infeccions per altres agents infecciosos poc habituals en persones sanes (tumors com el sarcoma de Kaposi, infeccions més o menys greus i recidivant...)

Malalties autoimmunitàries

• Són les malalties on el nostre sistema immunitari funciona de manera anormal i ataca les cèl·lules del propi organisme.

• És una resposta immunitària exagerada contra components moleculars de cèl·lules i teixits presents de manera normal al cos.

• Les causes són encara desconegudes i són probablement el resultat de múltiples circumstàncies,(essent sovint la predisposició genètica la més normal).

• El sistema immunitari pot atacar un teixit, un òrgan, varis òrgans... Les parts més afectades solen ser:

– Pell– Músculs– Articulacions– Sang – Glàndules

Malalties autoimmunes• Dermatomiositis • Dermatomiositis juvenil • Distròfia simpàtica reflexa • Fibromiàlgia • Miopaties inflamatòries • Lupus Eritematós Sistèmic • Malaltia de Crohn • Anèmia Perniciosa • Artritis Reumàtica • Diabetis Mellitus Tipus 1 • Esclerosis Múltiple • Miastènia Gravis • Malaltia de Graves • Psoriasis• ... Lupus Eritematós Sistèmic

Psoriasis