HISTOFISIOLOGÍA DEL SISTEMA INMUNE

HISTOFISIOLOGÍA DEL SISTEMA INMUNE
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• El sistema
i
i
inmune
protege all organismo
i
d
de
macromoléculas exógenas que son introducidas
como tales en el cuerpo,
cuerpo o por micro organismos
como protozoarios, bacterias, virus o células.
• El sistema inmune está organizado por;
• Los órganos linfoides (Timo, nódulos linfoides, Bazo,
tonsilas) así como los agregados linfoides residentes
en órganos no linfoides (linfocitos en sangre y linfa,
población de linfocitos y células plasmáticas
dispersos en el tejido conectivo y epitelios).
c
H
H
M
Microfotografía de un corte histológico de un nódulo linfoide a baja amplificación. Seno subcapsular
j
p
p
((SS) corteza (C), médula )
( )
(M), hilio (H).
CG
C
M
H
Microfotografía al miscroscopio de luz de sección de nódulo linfoide. Corteza (C), Centros germinativos (CG), Médula (M), Hilio
(H), Seno subcapsular (flechas). Hematoxilina y eosina.
CG
Microfotografía de una sección histológica de un nódulo linfoide. El seno subcapsular (SS) y trabéculas de tejido conectivo (T) delinean los centros germinativos (CG) HISTOFISIOLOGÍA DEL SISTEMA INMUNE
HISTOFISIOLOGÍA DEL SISTEMA INMUNE
A model of movement of lymph-borne, soluble molecules through the lymph node; distribution
is dependent on molecular size.
Gretz J E et al. J Exp
p Med 2000;192:1425-1440
© 2000 The Rockefeller University Press
Exclusion of high MW molecules and LPS from lymph node cortex.
Gretz J E et al. J Exp Med 2000;192:1425-1440
© 2000 The Rockefeller University Press
Typical protein immunogens have restricted distribution in cortices of draining lymph nodes
after subcutaneous injection.
Gretz J E et al. J Exp Med 2000;192:1425-1440
© 2000 The Rockefeller University Press
Low MW, soluble molecules enter lymph node cortex and distribute in a pattern resembling
reticular network.
Gretz J E et al. J Exp Med 2000;192:1425-1440
© 2000 The Rockefeller University Press
Lymph-borne molecules travel unidirectionally from the subcapsular sinus (arrows) through the
reticular network toward HEVs (small arrowheads) in the lymph node cortex and are excluded
from the lymphocyte microenvironments.
Gretz J E et al. J Exp Med 2000;192:1425-1440
© 2000 The Rockefeller University Press
Lymph-borne, low MW molecules are in reticular fibers in the draining lymph nodes.
Gretz J E et al. J Exp Med 2000;192:1425-1440
© 2000 The Rockefeller University Press
Particulate accumulation of high MW tracer in cortex after, not during, the initial bolus of soluble
tracer in subcapsular sinus.
Gretz J E et al. J Exp Med 2000;192:1425-1440
© 2000 The Rockefeller University Press
Lymph-borne chemokines travel to HEVs via reticular network “conduits.” Confocal images
shown of lymph-borne MIP-1α–FITC in subcapsular sinus (arrows), cortical/medullary sinuses
(large arrowheads), and reticular fibers descending from the subcapsular sinus floor to several
HEVs (small arrowheads) in a draining mouse axillary lymph node.
Gretz J E et al. J Exp Med 2000;192:1425-1440
© 2000 The Rockefeller University Press
Despite acute changes in lymph node system during viral infection
infection, patterns of distribution of
lymph-borne, soluble molecules are preserved.
Gretz J E et al. J Exp Med 2000;192:1425-1440
© 2000 The Rockefeller University Press
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HISTOFISIOLOGÍA DEL SISTEMA INMUNE
• La diferenciación
dif
i ió da
d como resultado
l d la
l
aparición de células efectoras (linfocitos
activados y células plasmáticas) y células de
memoria.
• Los linfocitos con memoria pueden revertir a
g
formas inactivas o desarrollar una vigorosa
respuesta
inmune
después
del
reconocimiento con el antígeno guardado en
la memoria.
Poblaciones de células T
Las células T participan en los dos tipos de respuestas inmunológicas: la
humoral (anticuerpos) y la cellular. Existen subpoblaciones de células T que
tienen las siguientes funciones:
1. Células T citotóxicas (Tc). Estas células expresan el marcador CD8 y pueden
matar células que contienen patógenos en su citosol.
2. Células T cooperadoras (Th). Estas células expresan moléculas CD4 y
pertenecen a dos grupos.
a. Células Th1 inflamatorias implicadas en la eliminación de patógenos que se
ubican intracelularmente en compartimentos vesiculares.
b. Células Th2 necesarias para la producción de anticuerpos por parte de las
células B.
Todas las células hematopoyéticas derivan de las células madre pluripotenciales que dan origen a dos principales linajes: uno para células linfoides y otro para células mieloides. El progenitor linfoide común tiene la capacidad de diferenciarse en ya sea células T o células B dependiendo del
linfoide común tiene la capacidad de diferenciarse en ya sea células T o células B dependiendo del microambiente en el que se desenvuelven. En mamíferos, las células T se desarrollan en el timo mientras que las células B en el hígado fetal y medula ósea. Una AFC es una célula formadora de anticuerpo, siendo la célula plasmática la AFC más diferenciada. Las células NK también derivan del progenitor linfoide común. Las células mieloides se diferencian en las células comprometidas representadas a la izquierda. El nombre colectivo de granulocitos es usado para eosinófilos, neutrófilos y basófilos
Todas las células hematopoyéticas derivan de las células madre pluripotenciales que dan
origen a dos principales linajes: uno para células linfoides y otro para células mieloides. El
progenitor linfoide común tiene la capacidad de diferenciarse en ya sea células T o células B
dependiendo del microambiente en el que se desenvuelven. En mamíferos, las células T se
desarrollan en el timo mientras que las células B en el hígado fetal y medula ósea. Una AFC
es una célula formadora de anticuerpo, siendo la célula plasmática la AFC más diferenciada.
Las células NK también derivan del progenitor linfoide común. Las células mieloides se
diferencian en las células comprometidas representadas a la izquierda. El nombre colectivo de
granulocitos es usado para los polimorfonucleares; eosinófilos, neutrófilos y basófilos.
Micrografía al microscopio electrónico de barrido, note las diferencias entre la superficie lisa de los linfocitos T y los filiformes de los B.
Célula dendrítica, al microscopio ,
p
electrónico de barrido
E
PMN
M
Frotis sanguíneo mostrando a un monocito (M) y a dos polimorfonucleares
li
f
l
neutrófilos
ófil (PMN). Eritrocitos (E).
(
) i
i ( )
© Bristol Biomedical Image Archive Used with permission
N
N
Micrografía al microscopio electrónico de transmisión de un leucocito Polimorfo Nuclear Neutrófilo. Nucleo (N) y gránulos azurófilos (a).
© Dr Louise Odor, University of South Carolina School of Medicine Micrografía al microscopio electrónico de barrido de una célula dendrítica en contacto con bacterias (flechas)
célula dendrítica en contacto con bacterias (flechas).
Microfotografía al microscopio electrónico de barrido. Diferentes tomas de la captura de bacterias en pseudópodos de macrófagos proceso previo a la incorporación al citoplasma (fagocitosis).
HISTOFISIOLOGÍA DEL SISTEMA INMUNE
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• Los diferentes componentes del sistema inmune se encuentran comunicados en forma continua por la circulación de linfocitos.
• En el Timo o en su análogo de las aves Bursa de Fabricio, los linfocitos adquieren los factores de diferenciación y especialización de funciones.
• Entre las funciones de especialización se reconocen la producción de anticuerpos por las células p
p p
plasmáticas y la fagocitosis por los macrófagos.
L
TL
M
Microfotografía de una sección del intestino grueso. La luz intestinal y el lumen (L) , las vellosidades de la mucosa (M), el abundante tejido ( )
( )
j
linfoide no capsulado (TL) de la sub mucosa y la lámina propia con tejido muscular liso y conectivo (flechas).
Microfotografía de una sección del bazo. 1.‐ centros
germinativos de tejido linfoide. 2.‐ estroma reticular.3.‐
cápsula. Hematoxilina y eosina.
Las células que alojan a los patógenos en el sistema Las
células que alojan a los patógenos en el sistema
vesicular son reconocidas por la subpoblación de células T cooperadoras;
las células Th1 o células T inflamatorias
que liberan moléculas llamadas citocinas que capacitan a las células infectadas para matar al it
l
él l i f t d
t
l
patógeno intracelular. Clases de moléculas del Complejo Principal de Histocompatibilidad
p
((MHC) reconocidas por el Receptor de )
p
p
Células T (TCR).
El TCR reconoce p
péptidos
p
unidos a las moléculas del MHC
expresadas en la superficie de las células presentadoras de
antígeno.
g
Hayy dos clases de moléculas MHC,, las MHC clase I y
las MHC clase II.
1. MHC clase I
Se expresan en la superficie de todos los tipos de células nucleadas
Son reconocidas por el TCR de las células T citotóxicas CD8 (
(células Tc)
)
La molécula CD8 se une a los complejos MHC clase I ‐péptido
Los péptidos provienen del citoplasma
p p
p
p
MHC clase II
Se expresan en la superficie de algunos tipos de células p
p
g
p
nucleadas, referidas como células presentadoras de antígeno (
(APC), las más importantes son los macrófagos, las células B, ),
p
g ,
,
las células dendríticas y las células de Langerhans.
Son reconocidas por el TCR de las células T cooperadoras CD4 p
p
(células Th)
La molécula CD4 se une a los complejos MHC clase II ‐péptido
p j
p p
En este caso los péptidos provienen del compartimiento vesicular
Esquema de las vías extra e intra
celulares de la
celulares de la fagocitosis.
Microfotografía al microscopio electrónico de transmisión, ó
mismo proceso.
St h l
Staphylococcus aureus
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• Después del primer contacto con el antígeno
(respuesta primaria), los linfocitos desarrollan
cambios
bioquímicos
y
morfológicos
de
transformación
a s o ac ó que resultan
esu a een laa d
diferenciación
e e c ac ó y
proliferación particularizada (expanción clonal).
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• Los linfocitos están capacitados para reconocer las macromoléculas ajenas al organismo de origen, como bacterias, virus o células.
• Mediante
Mediante la respuesta inmune, las macromoléculas la respuesta inmune las macromoléculas
extrañas son atacadas, neutralizadas y eliminadas.
Microfotografías al microscopio electrónico de barrido de célula dendrítica y linfocito B en contacto.
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• Una vez adheridos o combinados el antígeno p
p
con los anticuerpos específicos, estos últimos en caso de toxinas, pueden neutralizar sus efectos. efectos
• Inhibir o neutralizar su entrada al organismo por bloqueo de sus receptores (virus, bl
(
antígenos de superficie de bacterias involucrados en adhesión y penetración). Unión y neutralización de una toxina bacteriana por anticuerpos, impidiendo la interacción con
el hospedero y el desarrollo de la patología. La toxina libre puede reaccionar con los receptores
de la célula hospedera, no así los complejos toxina‐anticuerpo. Los anticuerpos también
neutralizan completamente partículas virales y células bacterianas al unírseles a estas e
inactivándolas. El complejo antígeno:anticuerpo es eventualmente retirado de la circulación y
d
degradado
d d por los
l macrófagos.
óf
Al recubrir
b i los
l anticuerpos
ti
all antígeno,
tí
l hacen
lo
h
reconocible
ibl
como extraño por los fagocitos (macrófagos y leucocitos polimorfonucleares), los cuales lo
ingieren y lo destruyen; este proceso se denomina opsonización.
Opsonización y fagocitosis de una célula bacteriana.
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• Los antígenos en el organismo son eliminados mediante dos mecanismos; • 1, Respuesta inmune mediada por células (trasplante de células u órganos autólogos no (trasplante de células u órganos autólogos
no
compatibles y heterólogos).
• 2, Respuesta inmune mediada por anticuerpos o 2 R
t i
di d
ti
humoral (combinación antígeno‐anticuerpo) presentada frecuentemente por los antígenos de d f
l
í
d
origen bacteriano.
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• Se refiere como antígeno a cualquier material que porta configuración en su superficie, capaz de inducir la respuesta inmune, una vez introducido en el organismo.
• Durante la ontogenia del sistema inmune, los linfocitos están programados para responder ante varios antígenos o a uno solo en lo particular, generando la selección clonal.
Selección clonal
Selección
clonal
Los cuatro principios básicos de la hipótesis de la selección clonal
Cada linfocito posee un solo tipo de receptor de especificidad única
La interacción entre una molécula extraña y un y
receptor del linfocito capaz de unir esa molécula con alta afinidad conduce a la activación del linfocito
Las células efectoras diferenciadas derivadas de un linfocito activado tendrán receptores con especificidad idéntica a los de la célula progenitora
especificidad idéntica a los de la célula progenitora que les dio origen
Los linfocitos que poseen receptores específicos para moléculas propias son eliminados en las lé l
l
d
l
etapas tempranas del desarrollo de las células linfoides y por lo tanto estarán ausentes en el repertorio de los linfocitos maduros
t i d l li f it
d
Los linfocitos vírgenes de los tejidos linfoides primarios tales como la medula ósea migran hacia los tejidos linfoides secundarios, por ejemplo, el bazo y los ganglios linfáticos. Las células presentadoras de antígenos (APCs), que incluyen a las células dendríticas y a los fagocitos mononucleares los cuales también derivan de las células madre de la medula ósea. Estas APCs entran en los tejidos capturan al antigeno y lo transportan hacia los tejidos linfoides para que sean presentados a las células T y a las células B. los linfocitos activados ahora migran de los tejidos linfoides y se acumulan predominantemente en los sitios de infección y de inflamación
HISTOFISIOLOGÍA DEL SISTEMA INMUNE
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• Los antígenos en el organismo son eliminados mediante dos mecanismos; • 1, Respuesta inmune mediada por células (trasplante de células u órganos autólogos no (trasplante de células u órganos autólogos
no
compatibles y heterólogos).
• 2, Respuesta inmune mediada por anticuerpos o 2 R
t i
di d
ti
humoral (combinación antígeno‐anticuerpo) presentada frecuentemente por los antígenos de d f
l
í
d
origen bacteriano.
HISTOFISIOLOGÍA DEL SISTEMA INMUNE
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• Los determinantes antigénicos en la superficie de los linfocitos, manifiestan su afinidad para antígenos selectivos y representan una mejor respuesta inmune.
• Existen circunstancias particulares (dosis y forma de presentación del antígeno), para que en lugar de presentarse la respuesta inmune activa, esta se “paralice” condicionando la tolerancia inmune.
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• Los antígenos en el organismo son eliminados mediante dos mecanismos; • 1, Respuesta inmune mediada por células (trasplante de células u órganos autólogos no (trasplante de células u órganos autólogos
no
compatibles y heterólogos).
• 2, Respuesta inmune mediada por anticuerpos o 2 R
t i
di d
ti
humoral (combinación antígeno‐anticuerpo) presentada frecuentemente por los antígenos de d f
l
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origen bacteriano.
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• Una vez adheridos o combinados el antígeno p
p
con los anticuerpos específicos, estos últimos en caso de toxinas, pueden neutralizar sus efectos. efectos
• Inhibir o neutralizar su entrada al organismo por bloqueo de sus receptores (virus, bl
(
antígenos de superficie de bacterias involucrados en adhesión y penetración). HISTOFISIOLOGÍA DEL SISTEMA INMUNE
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• Mediante el reconocimiento específico, g
p
facilitar la combinación antígeno‐anticuerpo (opsonización) y la ulterior fagocitosis por las células especializadas en esta función como
células especializadas en esta función, como los macrófagos y los leucocitos polimorfonucleares neutrófilos.
neutrófilos
• Inducir la lisis bacteriana mediante la activación de factores del complemento
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• En ocasiones la unión antígeno anticuerpo, p
puede dar lugar a lesiones en el organismo g
g
como inflamación severa aguda, por la liberación de histamina y otras aminas vaso
liberación de histamina y otras aminas vaso activas por las células cebadas o mastocitos
(anafilaxia o reacción de Arthus)
(anafilaxia o reacción de Arthus).
HISTOFISIOLOGÍA DEL SISTEMA INMUNE
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• Los anticuerpos son proteínas ubicadas en la g
p
p
q
fracción globular del plasma, por lo que son referidas como inmunoglobulinas.
• Las inmunoglobulinas son sub divididas en; Las inmunoglobulinas son sub divididas en;
• Moléculas de 150,000 daltons con 2 a 3% de cadenas de carbohidratos que constituyen la mayor parte y denominamos IgG.
mayor parte y denominamos IgG.
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• Las inmunoglobulinas g (IgG), tienen gran p
g
afinidad por los determinantes antigénicos, por lo que son de alta eficiencia en neutralizar las toxinas bacterianas
las toxinas bacterianas.
• Las inmunoglobulinas g (IgG), circulan en los vasos sanguíneos y son transferidos al espacio í
f
l
extravascular durante la respuesta inmune primaria. HISTOFISIOLOGÍA DEL SISTEMA INMUNE
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• Las inmunoglobulinas M (IgM), son grandes p j
p
complejos moleculares de un peso aproximado de 900 daltons y 10% de carbohidratos.
carbohidratos
• Las IgM no tienen tanta afinidad antigénica como las IgG, por lo que nos son tan eficientes l
l
f
en neutralizar los efectos de antígenos tóxicos.
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HISTOFISIOLOGÍA DEL SISTEMA INMUNE
• Las IgM, tienen gran afinidad para activar el p
q
complemento que induce la lisis de células reconocidas como extrañas.
• Las IgM
Las IgM son altamente eficientes en la son altamente eficientes en la
opsonización y aglutinación.
• Tanto las IgG como las IgM forman parte de la membrana citoplásmica de algunos linfocitos.
membrana citoplásmica
de algunos linfocitos.
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• Las inmunoglobulina A (IgA) se ubican p
preferentemente en la superficie de las p
mucosas. Cuando está presente en el plasma, tiene un peso molecular de 170 000 daltons
tiene un peso molecular de 170,000 daltons.
• Las IgA se encuentran en secreciones como calostro, saliva, lágrimas, moco de vías l
l
lá
í
respiratorias y digestivas. La forma secretora de IgA tiene un peso de 390,000 daltons.
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• La inmunoglobulina E (IgE) es responsable de g
las reacciones alérgicas e induce la degranulación de los mastocitos (cel cebadas).
• La inmunoglobulina D (IgD) está presente La inmunoglobulina D (IgD) está presente
junto con la IgM en la superficie de los l f
linfocitos en sangre en casos de leucemia l
linfocítica. Se refiere como inmunoglobulina embrionaria. La inmunología es el estudio de los mecanismos que un hospedero ha
desarrollado p
para deshacerse por
p si mismo de p
patógenos
g
y de otras
sustancias extrañas.
Existen dos sitios en los cuales los patógenos pueden ser ubicados.
ubicados
1. Sitios extracelulares ((la mayoría
y
de bacterias de baja
j ppatogenicidad
g
en
mastitis, coliformes,estreptococos,estafilococos)
22. Sitios
Siti intracelulares
i t
l l
(b t i de
(bacterias
d alta
lt patogenicidad
t
i id d por su persistencia
i t i
ejem. Brucella abortus, Mycobacterium tuberculosis, Staphylococcus aureus
Streptococcus agalactiae,
agalactiae algunas cepas de E coli).
coli)
Los anticuerpos son efectivos contra patógenos extracelulares y funcionan
principalmente en tres formas:
1. Neutralización
a Los anticuerpos pueden unirse a toxinas bacterianas
a.
bacterianas.
b. Los anticuerpos se pueden unir a moléculas que los virus y las bacterias usan
para adherirse a las células e introducirse para causar la infección.
2. Opsonización
Un anticuerpo
antic erpo facilita la eliminación por fagocitos.
fagocitos
3. Activación del Complemento
Los anticuerpos facilitan la eliminación por fagocitos y la lisis de ciertas
bacterias.
Respuestas mediadas por células
Respuestas
mediadas por células
La respuesta mediada por células T es efectiva en contra de patógenos intracelulares, los cuales residen en uno de los dos más grandes compartimentos intracelulares:
1. Citosol ‐ contínuo con el núcleo vía los poros nucleares ‐ sitios de alojamiento para todos los virus y algunas bacterias.
l j i t
t d l
i
l
b t i Las células que L
él l
alojan a los patógenos en el citosol son reconocidas y eliminadas por los linfocitos T citotóxicos también conocidos como células T CD8 o células
linfocitos T citotóxicos, también conocidos como células T CD8 o células T citolíticas. 2. Sistema vesicular ‐ Comprende el retículo endoplásmico, el aparato de Golgi, los endosomas, lisosomas y otras vesículas intracelulares. Estos son sitios en donde se alojan algunas bacterias y algunos parásitos. iti
d d
l j
l
b t i
l
á it