Depto. Microbiologia tercer año tema: inmunologia introducción e historia




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UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE ODONTOLOGÍA

AREA DE PATOLOGÍA

DEPTO. MICROBIOLOGIA


Tercer año

TEMA: INMUNOLOGIA

INTRODUCCIÓN E HISTORIA




El concepto clásico de inmunidad es antiguo y derivado en forma pragmática. Se aplicaba al estudio de la resistencia del huésped a la infección. Deriva de la palabra latina ¨immunis¨ que significa libre de cargas.
En el siglo XI, médicos chinos observaron que la inhalación de fragmentos de costras de viruela prevenían la ocurrencia subsecuente de la enfermedad. Posteriormente la técnica de ¨variolación¨ (aplicación intradérmica de polvillo de costras de viruela) se utilizó en el medio oriente.
Edward Jenner hizo la observación de que la inoculación con polvo de costras de viruela bovina, prevenía al hombre contra la viruela.



Louis Pasteur favoreció el desarrollo de la inmunización preventiva. El observó que cultivos viejos (atenuados) de microorganismo de cólera, al ser inyectados en aves, no producían la enfermedad y además esto los hacía resistentes a esa enfermedad cuando se les exponía otra vez al microorganismo causal.
Roberto Koch durante sus ensayos para desarrollar una vacuna (del latín ¨vacca¨ vaca) contra la tuberculosis observó lo que ahora se conoce como hipersensibilidad tardía. Yersin y Roux, después que el bacilo de la difteria había sido aislado; descubrieron la existencia de una potente exotoxina elaborada por este microorganismo. Posteriormente von Behring y Kitasato la utilizaron para inocular animales de laboratorio, quienes produjeron en su suero una sustancia que neutralizaba la toxina y a la que llamaron ¨antitoxina ¨. Esta sustancia presente en el suero, podía proteger a otros animales que no habían sido inoculados.
Pfeiffer y Bordet diferenciaron una sustancia en el suero, diferente de los anticuerpos llamada ¨complemento ¨ y que también participa en la destrucción de bacterias.
Paul Ehrlich propuso la ¨teoría humoral¨ de formación de anticuerpos y Metchnikoff casi simultáneamente la ¨teoría celular ¨ de inmunidad.
Ehrlich proponía la existencia de receptores en la superficie de la células, que reaccionaban con las toxinas; mientras que el exceso de estos receptores eran liberados en el torrente sanguíneo.
Metchnikoff proponía que las células de defensa, los fagocitos, eran los primeros detectores del material extraño y actuaban como el primer sistema de defensa. Ambos estaban en lo correcto, pues en un individuo los factores humorales y celulares están relacionados y son interdependientes.
La evidencia actual, muestra que la respuesta inmune no es siempre beneficiosa, también no está siempre asociada con la resistencia a la infección, por el contrario, puede causar efectos no placenteros y dañinos en el huésped. Por ejemplo en el caso de hipersensibilidad o en el caso de alergia.

Sin embargo, el sistema inmunológico está equipado no solamente para realizar una función de defensa contra agentes infecciosos, sino también tiene las funciones biológicas de homeostasis y de vigilancia.
Básico para la comprensión de los complejos procesos de inmunidad son los conceptos de ¨lo propio¨ y lo ¨no propio¨. Se requiere un sistema de células y productos celulares, que puedan reconocer sustancias del cuerpo que son componentes del mismo como ¨propios¨y de sustancias que aparecen en el cuerpo como extraños. Todas las partes del cuerpo que funcionan en esta forma discriminatoria y los elementos que la forman, se les conoce colectivamente bajo el nombre de Sistema Inmune.
Una definición moderna del término inmunidad sería: ¨todos esos mecanismos fisiológicos que favorecen al animal con la capacidad de reconocer sustancias como extrañas a lo propio y de neutralizarlas, eliminarlas o metabolizarlas sin daño a los tejidos propios.¨
De las funciones del sistema inmune: defensa, homeostasis y vigilancia; la primera se relaciona con la resistencia a la infección por diversos agentes infecciosos, la segunda con la remoción de células o componentes del cuerpo que se han gastado y la tercera con la detección y destrucción de células mutantes.
La inmunidad se ha dividido en: Natural y Adquirida. .
La inmunidad natural es más o menos permanente y es con la que una persona o animal nace; es una herencia natural. Puede ser de especie, raza e individual. También se conoce como innata o genética.
La inmunidad de especie es peculiar a cada especie. Por ejemplo, un perro no padece de sarampión.
La inmunidad racial es la que se manifiesta en una raza. Por ejemplo las ovejas ordinarias padecen de Ántrax, mientras que las ovejas de Argelia raramente contraen la enfermedad.
La inmunidad individual es una condición rara y en la mayoría de los casos deriva de infecciones no reconocidas.
La inmunidad adquirida es aquella en la que la protección debe adquirirse.
Puede ser adquirida natural como en el paso de anticuerpos maternos al feto vía placenta, o cuando la persona sufre una enfermedad infecciosa.
Puede ser adquirida artificial, como en el caso de una vacunación o del uso de un suero inmune.
Dependiendo de la función que juegan las células de la persona o animal inmunizados, la inmunidad adquirida (natural o artificial) puede clasificarse en activa y pasiva.
Cuando las células corporales o sus productos reaccionan contra el agente invasor para destruirlo, la inmunidad adquirida es de tipo activo.
La inmunidad que se transfiere por la vía de la placenta es una inmunidad pasiva, adquirida en forma natural.

Cuando el suero de una persona inmune se inyecta a una persona no inmune, la segunda se beneficia con una inmunidad temporal. Esta inmunidad artificial adquirida es pasiva, puesto que las células corporales no participaron en la elaboración del principio que confiere inmunidad.

Debe tenerse en mente que la inmunidad activa se logra después de un ataque de enfermedad o por medio de vacunación. Esta inmunidad se desarrolla lentamente pero es de larga duración. La inmunidad pasiva se logra con la inyección de un suero inmune, pero es de corta duración.
Nivel de inmunidad: cuando una enfermedad infecciosa se presenta en una población por vez primera, el número de víctimas es elevado. Por el contrario cuando una enfermedad que ha sido endémica por años, se torna epidémica, el número de personas afectadas y el número de muertes no son tan elevados. Las personas pueden desarrollar resistencia a una enfermedad dada, a través de la exposición a la misma generación tras generación.
Cuando el sarampión se introdujo en las islas Fiji por primera vez en 1875, el 30% de la población murió. Se dice que el hombre blanco subyugó al indio americano por medio de enfermedades a las cuales no tenía inmunidad, más que por su conocimiento superior y armas más efectivas.


ORGANIZACIÓN ANATÓMICA DEL SISTEMA INMUNOLÓGICO
Para realizar las funciones de inmunidad, los vertebrados han desarrollado un sistema de células llamado ¨sistema linforeticular¨ o ¨sistema reticuloendotelial¨. Este segundo término fue propuesto por Aschoff para definir a todos esos elementos del sistema que presentaban función fagocítica. Además se observa que algunos macrófagos tisulares se mantienen en posición por medio de fibras reticulares.
Las células se encuentran distribuidas en todo el organismo, en vasos sanguíneos y conductos linfáticos (sistema secretor interno); glándulas salivares, tracto respiratorio, tracto intestinal, glándulas mamarias y tracto genito-urinario (sistema secretor externo).

Sistema secretor externo

Glandulas salivales

Sistema respiratorio

Glandulas mamarias

Tracto gastrointestinalgastrointestinal

Tracto genitourinario

Sistema secretor Interno

Nódulos linfatico

Timo

baso

Organización del sistema inmunológico


Este sistema de células puede ser activado por una variedad de estímulos, todos con la característica común de ser reconocidos como extraños por el huésped. Este estímulo puede ser de origen exógeno (v. gr. Microorganismos) o endógeno (v. gr. células gastadas o neoplásicas); la respuesta del huésped será a través de sistemas activadores solubles, presentes en el suero y también varios tipos de células con diferentes funciones; estas incluyen macrófagos, granulocitos, plaquetas, células plasmáticas y linfocitos.

Tipos de células y mecanismos activadores

Macrófagos:
Son células mononucleadas presentes en varios tejidos, inclusive la sangre en donde se les llama monocitos. Tienen la capacidad de dividirse en los tejidos, lo cual los diferencia de los granulocitos. Algunos tipos de macrófagos tisurales son las células de Kupfer en el hígado, células sinusoides y dendríticas del bazo, células gliales del sistema nervioso central y macrófagos alveolares en los pulmones. La función especializada del macrófago es la ¨fagocitosis¨, por medio de la cual ingiere y destruye diversas partículas. El proceso se facilita por la acción de anticuerpos (opsoninas), que facilitan el mecanismo de fagocitosis y algunos componentes del sistema de complemento. Los monocitos participan en reacciones de hipersensibilidad retardada y son atraídos al área donde se les necesita por un grupo de factores (quimio-tácticos), algunos de los cuales derivan del sistema de complemento.


MONOCITOS



La imagen anterior muestra como un macrófago fagocita a una bacteria Nocardia asteroides.
Granulocitos:
Comprenden tres variedades de células con morfología distinta. Se forman en la médula ósea y al diferenciarse se identifican como: neutrófilos, basófilos y eosinófilos.

Neutrófilos:
Que son los más frecuentes (70%) de los leucocitos y cuya función es la ingestión y digestión de partículas extraídas, principalmente bacterias virulentas. Metchnikoff les llamó macrófagos y llegan a los tejidos dañados durante la respuesta inflamatoria, como la ¨primera línea de defensa¨. Los neutrófilos pueden responder al menos a tres factores quimiotácticos del complemento; parecen ser productores de la ¨substancia de reacción lenta¨ y de kininas (vasoactivas); substancias importantes en la reacciones de hipersensibilidad.

Basófilos:
Constituyen solamente el 0.5% de los leucocitos, sus gránulos citoplasmáticos se tiñen de azul y junto con las plaquetas (elementos hemostáticos sin núcleo) contienen aminas vasoactivas, tales como histamina y serotonina. Parece que estas células se activan al entrar en contacto con complejos antígeno-anticuerpo.


Eosinófilos:
Constituyen el 1.3% de los leucocitos, sus gránulos citoplasmáticos se tiñen de rojo con eosina. Estos gránulos contienen una matriz proteica y varias enzimas. Se ha encontrado que fagocitan complejos antígeno-anticuerpo, pero parece que no fagocitan bacterias. Se les encuentra en tejidos donde existen condiciones alérgicas tales como rinitis alérgica o algunas infecciones parasitarias; aunque se desconoce que papel desempeñan en el proceso.

Linfocitos y células plasmáticas:
Estas células ¨linfoides¨ del sistema celular difieren de las anteriores por su capacidad de reaccionar específicamente con el antígeno y de elaborar productos celulares específicos. Incluyen linfocitos y células plasmáticas. Estas células una vez se han ¨sensibilizado¨se vuelven comisionadas (es decir, con una misión específica) y se denominan ¨inmunocitos¨. Deben considerarse dos funciones principales de los linfocitos; la producción de anticuerpos y las interacciones mediadas por células. La circulación de linfocitos de la sangre a la linfa, ocurre a través de una estructura anatómica de los ganglios linfáticos, la ¨vénula post-capilar¨. El linfocito también puede pasar de la sangre a la linfa, por un proceso especial en el cual la célula endotelial del vaso invagina al linfocito y permite su paso a través de ella. Existen dos tipos de linfocitos de acuerdo al tipo de respuesta inmune de producir anticuerpos o de participar en respuestas medianas por células; se les denomina ¨timo independiente¨y ¨timo dependiente¨respectivamente. Ambos constituyen la poza (mezcla) de linfocitos circulantes: los timos dependientes se encuentran en la sangre, linfa y nódulos linfáticos en el área timo dependiente. Los linfocitos timo independientes se encuentran en las áreas mencionadas, salvo que en el ganglio linfático están en la región timo independiente. Otra zona donde se encuentran linfocitos es en el timo. Estos no participan en la poza circulante. Parecen servir una función de vigilancia sobre los demás tejidos linfoides. Las células plasmáticas se ha demostrado que almacenan y liberan anticuerpos y su función es la síntesis de anticuerpos. Su citoplasma contiene un sistema extenso de retículo endoplasmático, cubierto de ribosomas, característico de células con alta actividad de síntesis de proteínas. El linfocito también está involucrado en la síntesis de anticuerpos, pero además produce una serie de factores que inician reacciones inflamatorias y de daño tisular. Algunos de estos factores están ligados a la célula linfocítica y otros son liberados luego del contacto con el antígeno.
Otros factores humorales: Sistemas biológicos de amplificación. En las reacciones inmunológicas también incluyen algunos factores humorales que pueden aumentar la respuesta del huésped, sin la participación directa de células. El mejor conocido es el ¨sistema de complemento¨que tiene funciones protectoras y algunas veces efectos adversos. Otro sistema es el de las proteínas plasmáticas vasoactivas que se denominan Kalikreínas, que son activadas por reacciones antígeno-anticuerpo; entre ellas están: Bradikinina, lisilbradikinina y metionil-lisil-bradikinina. Otros factores son la sustancia de reacción retardada ( SRS – A), proteínas que aumentan la rapidez de formación del coágulo y también un sistema fibrinolítico.


Órganos del sistema inmunológico:

El sistema inmunológico contiene algunas células que están involucradas en la respuesta inicial y otras células que funcionan en encuentros subsiguientes. El encuentro de una célula de defensa con alguna partícula extraña, es un evento que sucede al azar. Estos encuentros están aumentados por: Primero: por elementos que están en circulación constante (fagocitos y células linfoides). Segundo: por ciertos órganos tales como los ganglios linfáticos y bazo que contienen un sistema de conductos a través de los cuales ocurre una circulación constante de linfa o de sangre. Cuatro tipos de tejidos linfáticos son importantes en este aspecto: (1) nódulos linfáticos, (2) ganglios linfáticos, (3) bazo y (4) timo. De éstos, el timo parece ser el que controla la embriogénesis y funcionamiento de los demás tejidos linfoides.


Nódulo linfático:
Consiste en acumulaciones de células linfoides; distribuidas en el tejido submucoso del pasaje respiratorio, intestino y tractos genito urinarios. Están muy desarrollados en las amígdalas palatinas, que guardan la entrada de los tractos respiratorios y digestivo también en los ¨parches de Peyer¨del tracto gastrointestinal. Se diferencian de los ganglios linfáticos, en que carecen de cápsula de tejido conectivo. Se desarrollan luego de una exposición del huésped a antígenos. Contienen células linfoides y fagocitos. Es en estas células linfoides que ocurre la síntesis de inmunoglobulina A, importante en superficies mucosas, que incluyen las que revisten la cavidad oral. También producen inmunoglobulina E, que junto con la A, son productos celulares del sistema secretor externo.



Ganglios linfáticos:
Son estructuras ovales distribuidas en el organismo. Consiste de dos porciones, la porción externa (corteza) y una porción interna (médula), rodeadas por una cápsula de tejido conectivo con proyecciones (trabécula) hacia el interior. En la periferia se acumulan linfocitos para formar módulos, mientras que en el centro hay células en fase de división (centro germinal). El agrandamiento de estas estructuras es generalmente causado por procesos infecciosos o metástasis de tumores. Pueden detectarse en un examen de palpación. Las dos funciones básicas de los ganglios linfáticos son: 1) el infiltrado de cualquier material extraño remueve partículas y algunos productos de degradación fagocítica que se tornan inmunogénicos; 2) producción de linfocitos, unos se forman allí y otros se añaden de la poza circulante.
Nota: La linfa representa una colección de líquido que proviene de espacios extracelulares de tejidos; circula en los capilares linfáticos, luego en unos vasos más grandes llamados linfáticos; éstos atraviesan una serie de estructuras (ganglios-linfáticos). Cuando este líquido desemboca en el ducto toráxico, su contenido es diferente al de los líquidos de donde se originó. Los linfocitos se agregan en las vénulas postcapilares y forman parte de la poza circulante. Por consiguiente, cualquier partícula que logre atravesar la barrera de la piel, membranas mucosas o nódulos linfáticos, puede ser controlado por: (1) macrófagos deambulantes del tejido conectivo, (2) puede provocar una respuesta inflamatoria con acumulación de neutrófilos o (3) puede ser removido por la linfa o la sangre.






Bazo:
Si las barreras de los nódulos y ganglios linfáticos son atravesados, los agentes extraños ganan acceso a la sangre por invasión directa a capilares y vénulas o vía los conductos linfáticos. El bazo es el tejido linfático especializado en el filtrado de la sangre; remueve células gastadas (función homoestática), convierte la hemoglobina en bilirrubina y libera el hierro para su reutilización. También produce linfocitos y células plasmáticas y es importante en eventos de inmunidad específica. Es muy importante en edad temprana, cuando otros elementos del sistema retículo endotelial no están desarrollados. Está rodeado de una cápsula con prolongaciones hacia el interior. El interior (pulpa) tiene dos clases de tejido: la pulpa blanca y la pulpa roja. La pulpa blanca contiene nódulos linfáticos y es el lugar principal de producción de linfocitos en el bazo. La pulpa roja rodea a la pulpa blanca; contiene un número grande de eritrocitos. La sangre arterial entra a través del hilio, sigue por la trabécula hasta las arterias más pequeñas que son rodeadas por capas de linfocitos (pulpa blanca). De aquí se inician los capilares que van a los ganglios linfáticos. A continuación la sangre pasa por la pulpa roja, donde existen elementos con actividad fagocitica.

Timo:
Parece ser la glándula principal de la inmunogénesis en la persona joven y se cree que monitorea todo el sistema linfoide a lo largo de toda la vida. El timo se diferencia de otros órganos linfoides, en que no está expuesto a los antígenos, sino que por el contrario, está protegido de ellos. Además la actividad mitótica en el timo es mayor que en cualquier otro tejido linfoide. Sin embargo, el número de células que abandonan el timo es pequeño; aparentemente muchos linfocitos mueren en el interior. Esta glándula consiste de dos lóbulos, rodeados por una cápsula de tejido conectivo. La penetración de esta cápsula hacia el interior forma septa, que parcialmente divide los lóbulos en lobulillos. La porción periférica del lóbulo (corteza) está infiltrada por linfocitos; la porción más central contiene menos linfocitos y abundantes elementos epiteliales. No posee células plasmáticas ni centros germinales. Se cree que el timo desempeña dos funciones: 1) producción de linfocitos y 2) producción de una sustancia humoral por los elementos epiteliales que influencia a los demás tejidos linfoides.


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