¿Cómo se defiende nuestro cuerpo?: Mecanismos de defensa

¿Cómo se defiende nuestro cuerpo?: Mecanismos de defensa
orgánica interna
Imagen 1. A utor: Felivet . Dominio público
La semana pasada estuve en Las Fallas de Valencia y aproveché para acercarme a la Ciudad de las Ciencias.
En una de las salas había un microscopio donde se podían observar leucocitos.
Estuve observando esas células tan especiales que nos protegen frente a los patógenos.
Junto al microscopio había un cartel que decía más o menos lo siguiente: "Los leucocitos han sido diseñados por la
naturaleza de tal forma que están destinados a darse un atracón una vez en su vida. Su comida son los patógenos que
nos invaden y van en busca de ellos. Cuando los encuentran, se dan tal comilona que se sacrifican ellos mismos y
mueren."
¿Cuáles son esas células que comenten tal heroicidad?
1. Mecanismos de defensa interna inespecífica
Ya vimos en el Tema anterior una visión general sobre cuál era el mecanismo que
se ponía en marcha cuando las barreras externas eran atravesadas.
¿Te acuerdas?
Vamos a ir viéndolo poco a poco...
Imagen 2. A utor:
A nA oMeLeTe . Licencia Creative Commons
Pregunta de Elección Múltiple
Vas a ir descubriendo tú mismo cuál es ese mecanismo, cuáles son
sus funciones y sus características.
Empezamos por desvelar cuál es el sistema que desencadena este
mecanismo. ¿Crees que puedes deducirlo de las siguientes
opciones? Es fácil.
Imagen 3. A utor: Scalesmd . Licencia
Creative Commons
Sistema inmune.
Sistema nervioso.
Sistema circulatorio.
Así pues, los mecanismos que se desencadenan en un organismo frente a la invasión de patógenos se
conoce como respuesta inmunitaria. Pero, ¿cómo puede ser esa respuesta?
Sólo puede ser de tipo específico.
De tipo inespecífico.
De tipo inespecífico y de tipo específico.
¿Crees que aparte de la misión defensiva del sistema inmune posee otras funciones?
No, sólo esa, la función de defender al organismo frente a invasiones de agentes extraños.
Sí, posee otras funciones aparte de la defensiva.
Sólo posee la propiedad de rechazar aquello ajeno a nuestro organismo.
Estos mecanismos de defensa interna inespecíficos son un mecanismo rápido ante el ataque de
cualquier patógeno, y actúan de igual forma ante cualquier tipo de ellos.
Pero, ¿cuáles son exactamente esos mecanismos inespecíficos que el organismo pone en
marcha ante la invasión de cualquier patógeno?
Imagen 4. A utor: Steschke .
Dominio público
Importante
Los mecanismos de defensa internos inespecíficos son básicamente dos:
Respuesta celular inespecífica , que es llevada a cabo por células que tienen la capacidad de
fagocitar, es decir, literalmente ingieren a esos patógenos y así los destruyen.
Respuesta inflamatoria , que no es más que una reacción localizada en una zona de la piel en la
que se ha producido la invasión de patógenos. Se caracteriza por una serie de síntomas característicos.
1.1. Respuesta celular inespecífica
En otra sala de la Ciudad de las Ciencias había una cámara que grababa lo observado.
Una monitora ha puesto en un portaobjeto una pequeña gota de sangre y luego la hemos analizado al microscopio
óptico.
He aquí algo parecido a lo que hemos visto:
Pregunta de Selección Múltiple
Imagen 5. A utor: Greg Luerman . Licencia Creative Commons
Después de analizar el vídeo anterior, ¿podrías decir cuáles de las siguientes respuestas son correctas?
En el vídeo se observa un proceso de fagocitosis.
Dicho proceso observado se lleva a cabo únicamente por los glóbulos rojos.
El proceso es bastante rápido, aparentemente la célula que la lleva a cabo no necesita reconocer
al agente a ingerir.
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Actividad de Lectura
Recuerda que en el Tema anterior se mostraba una visión general de cuáles
eran las células de nuestro sistema inmune y su función. Vimos tanto las
células que intervenían en la respuesta específica como en la inespecífica.
Ahora nos vamos a centrar en estas últimas.
¿Cuáles son esas células que destruyen agentes invasores mediante
fagocitosis?
Puedes obtener información de esta página de la web Zona Médica.
Pulse aquí
Imagen 6. A utor: National Cancer
Institute . Licencia Creative Commons
Pre-conocimiento
El proceso de diapédesis es el proceso por el cual los glóbulos blancos de la sangre atraviesan, mediante
movimiento ameboide, las células endoteliales de un capilar hacia tejidos circundantes atraídos por señales
químicas. Puedes ver una animación del proceso en esta página de Lourdes Luengo.
1.2. Reacción inflamatoria
Al subir una de las escaleras de la zona del Oceanario, me hice una pequeña
herida en la mano.
Me acabo de dar cuenta de que se me ha infectado la herida.
La zona tiene muy mal aspecto.
Se nota que hay pus.
¿De dónde vendrá este pus?
¿Por qué se tienen esos mismos síntomas cuando una herida se infecta?
Image 7. A utor: Desconocido . A utorizado su
uso educativo no comercial
Pregunta de Selección Múltiple
Imagen 8. A utor: Túrelio . Licencia Creative
Commons
Trata de pensar en cualquier herida que has tenido y se te ha infectado. ¿Cuáles de estos síntomas
recuerdas haber tenido, relacionados con la herida?
Dolor en el sitio afectado.
El área en cuestión se vuelve más blanda.
La zona se torna de color amarillo.
Calor en el área.
La zona se hincha.
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Pregunta Verdadero-Falso
Señala si estas otras características de la reacción inflamatoria son ciertas
o no.
La reacción inflamatoria es un proceso que se desarrolla en un espacio
largo de tiempo:
Verdadero
Falso
Uno de los causantes de los síntomas antes descritos es la vasodilatación
de la zona, y otro es el aumento de la permeabilidad de los vasos
sanguíneos de la zona afectada:
Verdadero
Falso
Los fagocitos implicados en la respuesta inflamatoria son los linfocitos T,
los leucocitos basófilos y los mastocitos o células cebadas:
Verdadero
Falso
Imagen 9. A utor: DO 11.10 . Licencia
Creative Commons
Actividad de Lectura
¿Cuáles son las funciones y características de estas células implicadas en la reacción inflamatoria? Puedes
localizar la información es las siguientes webs:
Basófilos .
Función de eosinófilos y basófilos .
Mastocitos .
Eosinófilos .
Imagen 10. A utor: Reytan . Licencia Creative Commons
Imágenes 11 y 12.
A utor:
Lennert B
Lennert B .
Dominio público
Pulse aquí
Caso de estudio
En la siguiente animación puedes ver una simulación de un proceso inflamatorio.
Trata de describir paso a paso qué es lo que ocurre, ayudándote de las siguientes páginas:
La respuesta inflamatoria (Proyecto Biosfera).
¿Qué es la inflamación?
El proceso inflamatorio.
Respuesta inmunológica inflamatoria.
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2. Antígenos y anticuerpos
El otro día, hablando con mi madre, le preguntaba sobre las enfermedades que yo
había padecido de pequeña.
Mamá, una amiga mía que me acompañó a Valencia, está con varicela. Espero no
cogerla ahora en plena época de exámenes.
No hija, eso es imposible. Ya la pasaste de pequeña.
¿Y eso qué tiene que ver, mamá?
Teniendo en cuenta lo que dicen los médicos, que habiéndola pasado ya, tu cuerpo
posee "defensas" contra la varicela para toda la vida.
Siempre he escuchado ese término de "defensas", pero exactamente ¿a qué se
referirá?
No lo sé hija, si lo averiguas me lo explicas, ¿vale?
Imagen 13. A utor: Priscilla Flower .
Licencia Creative Commons
Pregunta de Elección Múltiple
¿Cómo definirías el término antígeno?
Imagen 14. A utor: A yacop . Dominio
Público
Los antígenos son sustancias que produce un organismo cuando es invadido por un agente
patógeno.
Cualquier sustancia presente en un agente patógeno capaz de desencadenar una respuesta
inmunitaria.
Toda sustancia capaz de inhibir una respuesta inmune en el organismo invadido por un agente
patógeno.
Pero, ¿cuál es la naturaleza química de estas sustancias?, ¿son proteínas, lípidos...?
Todos son lípidos.
Son proteínas o polisacáridos.
Ácidos nucleicos.
Actividad de Lectura
Imagen 15. A utor: Magnus Manske . Dominio
público
Pero ¿cómo son los antígenos? Puedes encontrar información sobre ellos en estos enlaces:
Artículo de la Wikipedia sobre antígenos.
Concepto de antígeno , en la web de Medicina molecular.
Página sobre antígenos del Proyecto Biosfera.
Debes recabar información sobre:
Qué significa el término antígeno.
Cómo se denomina la zona de su estructura que se une al anticuerpo.
Cómo se pueden clasificar en función de su origen.
Pulse aquí
Pregunta Verdadero-Falso
Responde si las siguientes afirmaciones sobre los antígenos y los anticuerpos
son ciertas o falsas.
A cada antígeno le corresponde un anticuerpo específico:
Verdadero
Falso
Teniendo en cuenta lo anterior, el anticuerpo contra el virus del antígeno de
la varicela podrá neutralizar al antígeno del virus del sarampión:
Verdadero
Falso
Los anticuerpos son una mezcla de ácidos nucleicos y glúcidos:
Imagen 16. A utor: O pabinia
regalis . Licencia Creative
Commons
Verdadero
Falso
Todos los organismos están continuamente fabricando los diferentes
anticuerpos contra los posibles antígenos que pudieran invadirlos:
Verdadero
Falso
Actividad
El objetivo de la unión del anticuerpo al antígeno es la de activar una serie de procesos que terminen con la
destrucción del agente patógeno.
2.1. Estructura y clases de anticuerpos
Imagen 17. A utor: Jeporrier . Licencia Creative Commons
Ahora ya empiezo a comprender lo que me comentaba mi madre sobre las "defensas". Se refería a los anticuerpos.
Pero ahora me ha picado la curiosidad.
Me gustaría saber cómo son.
Actividad de Lectura
Observa la figura que tienes en esta página y lee la descripción que se hace de ella. La figura representa
un anticuerpo.
Intenta describir cómo es la estructura de un anticuerpo.
Pulse aquí
Caso de estudio
Imagen 19. A utor: GrahamColm . Licencia Creative Commons.
Ya hemos comentado que a cada antígeno le corresponde su anticuerpo específico y que los organismos no
fabrican estos últimos hasta que no entran en contacto con los primeros.
Por ello, la cantidad y variabilidad de anticuerpos que pueden fabricarse es muy amplia, podría decirse que
"infinita". Pero entonces, ¿dónde reside esa variabilidad en términos de estructura molecular?, es decir, ¿cómo
pueden sintetizarse una gama tan variada de anticuerpos partiendo de la estructura que acabamos de
describir?
Trata de descubrir dónde reside la variabilidad de anticuerpos dentro de la molécula general de un
anticuerpo. Puede consultar este enlace de la Universidad Emory, donde te lo explican.
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Pregunta de Selección Múltiple
¿Cuántos anticuerpos crees que existen? Miles, ¿verdad?, pero se pueden agrupar en varias clases. A cada
clase se le denomina mediante la siguiente terminología:
Ig (de inmunoglobulina que es como también se denominan a los anticuerpos) + letra mayúscula .
También se les puede denominar Inmunoglobulinas de tipo B, C, etcétera.
En los vertebrados superiores existen cinco clases de anticuerpos. ¿Cuáles son? Elígelas de las siguientes
opciones.
IgX.
IgD.
IgM.
IgY.
IgE.
IgG.
IgW.
IgA.
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Actividad de Espacios en Blanco
Imagen 24. A utor: Kuebi . Licencia
Creative Commons
¿Cuáles son las funciones de cada clase de anticuerpos?
Rellena cada espacio con su palabra correspondiente:
activar, destruidos, feto, histamina, inflamatoria, inhibir, membrana
IgA : se encarga de
la unión de microorganismos a las superficies epiteliales.
IgE : se unen a receptores presentes en mastocitos y basófilos provocando que éstos liberen
sustancias como
, una de las responsables de la reacción
.
IgM: su función es
el sistema de complemento (que veremos más adelante) y son
las primeras en aparecer en la respuesta primaria, es decir, en el primer contacto con el antígeno.
IgD : funcionan probablemente como receptores de
.
IgG : esta clase de anticuerpos son capaces de unirse a receptores de leucocitos neutrófilos y
macrófagos, rodeándolos y provocando que sean
. Es lo que se conoce como
opsonización . También activan el sistema de complemento y son muy importantes, porque son los
únicos anticuerpos que se transmiten de la madre al
a través de la placenta. Gracias a ellos,
el recién nacido tiene defensas durante los primeros días de vida.
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2.2. Funciones de los anticuerpos
Mi vecina ya tuvo a su niño. Está dándole el pecho, porque le transmite defensas al
bebé.
Me ha estado explicando que el calostro es buenísimo para las defensas de su hijo; yo
no me he atrevido a preguntar, pues no sé qué significa ese término ni por qué es tan
importante.
Imagen 25. A utor: Swangerschaft .
Licencia Creative Commons
Pregunta Verdadero-Falso
Imagen 26. A utor: A rchitha Srinivasan . Licencia Creative Commons
En el apartado anterior hemos visto algunas funciones específicas de las diferentes clases de anticuerpos,
pero, ¿cuáles son esas funciones en general?, ¿cómo lo hacen?
Responde si algunas de las funciones siguientes son propias de los anticuerpos.
Los anticuerpos activan el sistema del complemento:
Verdadero
Falso
Los anticuerpos jamás recubren la superficie de los patógenos:
Verdadero
Falso
Actividad de Espacios en Blanco
Rellena los espacios en blanco con los términos adecuados:
aglutinación, agregados, neutralización, precipitación, receptores, soluble
Imagen 27. A utor: Sousa.a.f. Licencia Creative Commons
Existen otros tipos de reacciones antígeno-anticuerpo y sus funciones asociadas. Una de ellas es la
que consiste literalmente en que el antígeno deje de ser
en el
medio en el que se encuentra. ¿Cómo consiguen esto los anticuerpos? Formando complejos muy pesados con
los antígenos, que terminan precipitando.
Otra reacción que pueden desarrollar los anticuerpos es la de
combinándose, por
ejemplo, con
del patógeno que se unen a la célula huésped. Al estar unido el anticuerpo,
el agente invasor ya no es capaz de unirse y, por tanto, pierde la capacidad de invadirla.
Existe otra forma de reacción antígeno-anticuerpo que es la
consistente en la unión
simultánea por parte de los anticuerpos a varias células invasoras, por lo que se forman grupos o
de células que terminan sedimentando y sin actividad patógena alguna.
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Objetivos
Imagen 28. A utor: A lvherre . Licencia Creative
Commons
Cuando nacemos, nuestro sistema inmune no está maduro. Con el fin de dotar de unas defensas en los
primeros estadíos de nuestra vida, la naturaleza ha desarrollado una estrategia consistente en transmitir
anticuerpos al recién nacido a través de la leche materna.
Ese calostro materno que se produce en los días inmediatos al nacimiento consiste en un líquido amarillento
rico en anticuerpos.
2.3. Caso especial: sistema del complemento
En otra de las salas de la Ciudad de las Ciencias había un cartel explicativo sobre el
sistema del complemento.
Ya hemos hablado en apartados anteriores, y en el Tema anterior, sobre el sistema
del complemento.
Es hora de conocerlo un poco más a fondo, pues ya sabemos qué es un anticuerpo
y qué es un antígeno.
Además, conocemos cómo se desarrolla una respuesta de tipo inespecífica.
Imagen 29. A utor: Exothermic . Licencia
Creative Commons
Actividad de Espacios en Blanco
Rellena el siguiente texto con los términos correctos:
cascada, complementa, detenga, inactivo, proteínas, sangre
Imagen 30. A utor: Lossh_eng . Licencia Creative Commons
¿Qué es el sistema del complemento?
Se trata de un conjunto de
en principio, se encuentran en estado
infección.
presentes en la
y en líquidos intersticiales que,
, pero son activadas en el momento que ocurre una
La forma en la que se activan estas proteínas se denomina activación en
que significa que a
partir de cada una de esas proteínas se origina otra que impide no sólo que el proceso no se
sino que se desarrollen otros procesos paralelos.
Se denomina así porque
la acción de los anticuerpos.
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Pregunta de Selección Múltiple
Imagen 31. A utor: UploadBot . Licencia Creative Commons
¿Cuáles son las consecuencias finales de toda esta serie de reacciones en cadena que constituyen el
sistema del complemento? Selecciona las respuestas correctas.
Producir más leucocitos eosinófilos.
Propiciar la lisis de las células invasoras.
Inhibir la respuesta inmune.
Generar una respuesta inflamatoria.
Favorecer el proceso de fagocitosis.
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Caso de estudio
¿Cómo se activan esas proteínas?
Descubre cómo puede llevarse a cabo esa activación en las siguientes páginas:
Página de la Universidad de Córdoba sobre el sistema del complemento.
Vídeo en Youtube sobre el sistema del complemento.
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En la siguiente animación se explica paso a paso la activación del Sistema del Complemento por las tres vías: clásica, de las
lecitinas y alternativa. Observa cómo se van activando los diferentes factores (proteínas) en cascada, y cómo al final se
cumple su objetivo: lisar a la célula (bacteria) y destruirla. Puedes leer más en esta página .
Pre-conocimiento
¿Sabes cómo se descubrió el sistema del complemento? Fue, como otros muchos descubrimientos, por puro
azar. En el suero de animales infectados con Vibrio cholerae había algún componente que era capaz de lisar
a la bacteria y dicho componente no aparecía en los individuos sanos. Posteriormente, en torno a 1890,
Bordet descubrió que esta capacidad dependía de dos factores, uno termoestable (el anticuerpo) y otro
termolábil, es decir, que perdía su función al calentarse. Puedes saber un poco más sobre este
descubrimiento en la introducción de este artículo científico .
3. Inmunidad humoral
Imagen 32. A utor: Pr. Dr. Raynal . Licencia Creative Commons
Una de las estupendas maquetas que vi en Valencia representaba a un anticuerpo.
Ahora que ya sé lo qué son los anticuerpos, quiero saber qué células se encargan de fabricarlos, y cuándo saben que
lo tienen que hacer...
Actividad
Imagen 33. A utor: Mikael Häggström . Dominio público
La inmunidad específica se basa en el reconocimiento de antígenos extraños por parte del organismo huésped.
La respuesta puede ser de tipo humoral o celular , pero ambas tienen lugar de forma simultánea con el fin
de destruir la partícula antigénica.
La respuesta humoral está mediada por linfocitos B, que producen anticuerpos que neutralizan los
antígenos.
L a respuesta celular la realizan los linfocitos T, que no sólo destruyen ellos mismos las células
extrañas, sino que también eliminan las células del propio organismo que se encuentran infectadas.
Pregunta de Elección Múltiple
¿Cuáles crees que son las células que se encargan de fabricar los anticuerpos que nos defienden de la
infección de agentes patógenos?
Plaquetas.
Linfocitos B.
Leucocitos basófilos y neutrófilos.
Pero dichas células, ¿se diferencian en otras células?
Sí, estas células se diferencian en células plasmáticas y células de memoria.
No, sólo se diferencian en un tipo de células.
Se diferencian en cinco tipos celulares más.
Caso de estudio
¿Cómo se activan estos linfocitos B y se transforman en otras células? En los siguientes enlaces puedes
descubrirlo:
Página de la Wikipedia sobre linfocitos B.
Página de la Consejería de Educación de la Junta de Andalucíasobre inmunidad .
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Objetivos
¿Sabes que tanto los linfocitos T como los B tienen una enorme cantidad de
receptores en sus membranas que son capaces de reconocer millones de
antígenos?
Pero no todos los linfocitos los presentan todas a la vez, sino que unos
presentan unos receptores y otros linfocitos otros distintos.
Pero ¿cuándo se producen esos receptores?
Se originan y de manera aleatoria, durante nuestro desarrollo embrionario.
Estos linfocitos T y B, con esos millones de receptores, están en alerta, sin
activarse, hasta que un antígeno se pone en contacto con su receptor
específico y desencadena una respuesta inmune, generando más linfocitos del
mismo tipo.
Es lo que se conoce como selección clonal .
Imagen 34. A utor: llmari
Karonen . Licencia Creative
Commons
4. Inmunidad celular
Actividad de Lectura
Imagen 35. A utor: DO 11.10 . Dominio público
¿Recuerdas que en el Tema anterior adelantamos que existían varios tipos de linfocitos T e indicábamos
además su función?
Vamos a ir descubriendo más sobre estas fascinantes células que nos evitan que pasemos las incomodidades
de tantas enfermedades.
En esta serie de enlaces debes encontrar la información sobre los linfocitos referente a tipos que existen y
características de cada uno de ellos:
Página de la web Inmunología en línea .
Página de la Wikipedia sobre linfocitos T.
Pulse aquí
Pregunta de Elección Múltiple
Imagen 36. A utor: A ltaileopard . Dominio público
Los linfocitos cooperadores o Th, ¿qué misión crees que tienen en la respuesta inmune?
Puedes descubrirlo en esta página y después trata de contestar a las siguientes cuestiones.
Fagocitan, y colaboran así con los fagocitos, agentes extraños.
Desencadenan la respuesta inmune.
Colaboran con los linfocitos B en producir anticuerpos.
Imagen 37. A utor: DO 11.10 . Dominio público
¿Qué misión poseen los linfocitos citotóxicos o Tc?
Activan otros tipos de células inmunes.
Producen toxinas contra los agentes patógenos.
Destruir células extrañas.
Objetivos
¿Qué es el complejo de mayor de histocompatibilidad ?
Se trata de un conjunto de glucoproteínas presentes en las membranas de diferentes células presentadoras
del antígeno del organismo invadido. Se representan bajo las siglas MHC , del inglés major histocompatibility
complex .
Los antígenos penetran en las células presentadoras y son degradadas en su citoplasma, transformándose en
otras moléculas que se unen al complejo mayor de histocompatibilidad. Estos los presentan posteriormente en
la superficie de la membrana, hasta que un linfocito T los reconoce.
Pregunta de Selección Múltiple
¿Cuáles son las funciones de los linfocitos Ts y de las células NK?
Los primeros se encargan de atenuar la respuesta inmune.
Las células NK se encargan de suprimir la respuesta inmune.
Los linfocitos Ts eliminan agentes extraños.
Las células NK se encargan de eliminar agentes extraños.
Los dos se encargan de activar a otras células del sistema inmune.
Mostrar retroalimentación
En estas páginas del departamento de Ciencias del Colegio Nuestra Señora de la Sabiduría, puedes repasar algunos de los
contenidos vistos en el Tema sobre la respuesta inmune inespecífica y específica .