Lippincott’s Illustrated Reviews – Visualizar ayuda a ... · Inmunología Inmunología Editores...

Inm

unología

Inmunología

Editores de la colecciónRichard A. HarveyPamela C. Champe

Thao DoanRoger MelvoldSusan ViselliCarl Waltenbaugh

Doan · M

elvold · Viselli · Waltenbaugh

Lippincott’sIllustratedReviews

La nueva obra Lippincott’s Illustrated Reviews: Immunología es un instrumento de estudio ideal para el cambiante entorno académico actual. Este texto ayuda a los estudiantes a revisar, asimi-lar e integrar gran cantidad de información importante y compleja. La lectura es fácil y el formato agradable, y las 300 ilustraciones a todo color pueden utilizarse tanto en el aula como en la pre-paración de los exámenes.

Lippincott’s Illustrated Reviews – Visualizar ayuda a comprender

Lippincott’s Illustrated Reviews: BioquímicaLippincott’s Illustrated Reviews: Inmunología

Otros títulos de la colección:

Los aspectos más destacados de la presente edición son:

En los resúmenes de cada capítulo se repasan los conceptos más importantes para entender-•las y fijarlos de forma definitiva.Cabe destacar la presencia de recuadros con información clínica de casos reales que permiten •entender los conceptos clave.Las ilustraciones a todo color refuerzan visualmente el contenido y guían a los lectores a través •de los complejos procesos inmunológicos.Se ha incluido un nuevo capítulo que contiene información sobre las pruebas de laboratorio •más comunes en inmunología así como numerosas consideraciones clínicas. En cada capítulo se incluyen unas preguntas que permiten repasar los contenidos adquiridos •de forma autónoma.

Lippincott’sIllustrated Reviews:

Inmunología

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Lippincott’sIllustrated Reviews:

Inmunología

Thao Doan, M.D.Senior Medical Director,

Abbott Laboratories,

Waukegan, Illinois

Roger Melvold, Ph.D.Professor and Chair, Department of Microbiology and Immunology,

University of North Dakota School of Medicine and Health Sciences,

Grand Forks, North Dakota

Susan Viselli, Ph.D.Associate Professor, Department of Biochemistry,

Midwestern University,

Downers Grove, Illinois

Carl Waltenbaugh, Ph.D.Professor, Department of Microbiology-Immunology,

Feinberg School of Medicine,

Northwestern University,

Chicago, Illinois

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Av. Príncep d’Astúries, 61, 8.o 1.a08012 Barcelona (España)Tel.: 93 344 47 18Fax: 93 344 47 16e-mail: [email protected]

Traducción y revisión:Dr. Antonio Celada CotareloCatedrático de Inmunología, Universitat de BarcelonaDra. Annabel F. ValledorProfesora de Inmunología, Universitat de BarcelonaDr. Jorge Lloberas CaveroProfesor de Inmunología, Universitat de Barcelona

El editor no es responsable de los errores u omisiones del texto ni de las consecuencias que se deriven de la aplicación de la informa-ción que contiene. Esta publicación contiene información general relacionada con tratamientos e interacciones farmacológicos que nodebería utilizarse en pacientes individuales sin antes contar con el consejo de un profesional médico. Se insta al lector a consultar losprospectos informativos de los fármacos para obtener la información referente a las indicaciones, contraindicaciones, dosis, adverten-cias y precauciones que deben tenerse en cuenta. El editor ha hecho todo lo posible para confirmar y respetar la procedencia del ma-terial que se reproduce en este libro y su copyright. En caso de error u omisión, se enmendará en cuanto sea posible.

Derecho a la propiedad intelectual (C. P. Art. 270)Se considera delito reproducir, plagiar, distribuir o comunicar públicamente, en todo o en parte, con ánimo de lucro y en perjuicio deterceros, una obra literaria, artística o científica, o su transformación, interpretación o ejecución artística fijada en cualquier tipo desoporte o comunicada a través de cualquier medio, sin la autorización de los titulares de los correspondientes derechos de propiedadintelectual o de sus cesionarios.

Reservados todos los derechos.Copyright de la edición en español © 2008 Wolters Kluwer Health España, S.A.ISBN edición española: 978-84-96921-13-9

Edición española de la obra original en lengua inglesa Lippincott’s Illustrated Reviews: Immunology, de Thao Doan, Roger Melvold,Susan Viselli y Carl Waltenbaugh, publicada por Lippincott Williams & Wilkins.

Copyright © 2008 Lippincott Williams & Wilkins351 West Camden StreetBaltimore, MD 21201530 Walnut StreetPhiladelphia, PA 19106ISBN edición original: 978-0-7817-9543-2

Composición: Anglofort S.A.Impresión: R.R. Donnelley ShenzhenImpreso en: China

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Agradecimientos

Agradecemos a Kathleen Scogna, Senior Developmental Editor, su eficiente di-rección en este proyecto. Además, agradecemos a Betty Sun, Executive Editor,su apoyo y ánimos. Hacemos extensivo un agradecimiento especial a Matt Chan-sky, que ha coordinado la ilustración, cuyo talento artístico ha sido inestimable.Gracias también a Anne Seitz y Diana Geesey, Production Editors, y a la plantillade Lippincott Williams & Wilkins por su experiencia y ayuda. Agradecemos al Dr.Roger H. Kobayashi y Jan Lips sus consejos, en especial con respecto a las Apli-caciones clínicas. Finalmente, apreciamos el apoyo continuado y constante denuestras familias y amigos.

Este libro está dedicado a nuestros estudiantes,

que nos inspiran y animan constantemente

a reexaminar los conceptos de inmunología

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Índice de capítulosSECCIÓN I: La percepción del ser: el concepto de lo propio y el reconocimiento

de lo propio/extraño

Capítulo 1: La necesidad de reconocer lo propio 3Capítulo 2: Antígenos y receptores 11

SECCIÓN II: El sistema inmunitario innato

Capítulo 3: Las barreras contra la infección 25Capítulo 4: Células del sistema inmunitario innato 33Capítulo 5: Funciones del sistema inmunitario innato 41

SECCIÓN III: El sistema inmunitario adaptativo

Capítulo 6: Moléculas del sistema inmunitario adaptativo 57Capítulo 7: Células y órganos 77Capítulo 8: Generación de diversidad inmunitaria: receptores

antigénicos de los linfocitos 89Capítulo 9: Desarrollo de los linfocitos 111Capítulo 10: Activación de los linfocitos 121Capítulo 11: Funciones efectoras de los linfocitos 139Capítulo 12: Regulación de las respuestas adaptativas 155

SECCIÓN IV: Aspectos clínicos de la inmunidad

Capítulo 13: El paciente con buena salud: cómo las respuestasinmunitarias innata y adaptativa preservan la salud 165

Capítulo 14: Reacciones de hipersensibilidad 195Capítulo 15: Inmunodeficiencia 215Capítulo 16: Autoinmunidad 239Capítulo 17: Trasplante 257Capítulo 18: Tratamiento farmacológico inmunológico 281Capítulo 19: Inmunidad tumoral 297Capítulo 20: Medición de las funciones inmunitarias 311

Créditos de las figuras 329

Índice alfabético de materias 331

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viii #. Chapter Title

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Este dicho —corto pero con profundo significado— resume una necesidad básica detodas las formas de vida.

De alguna manera, la mayor parte de los organismos de nuestro mundo viven solos.Están compuestos por células individuales o partículas y, como tales, su necesidad dereconocerse a sí mismos es aparentemente simple. La célula individual o partícula es«yo» y el resto de células o partículas son «ellos». Necesitan percibir con cuáles de«ellos» es apropiado aparearse, o quizás congregarse, pero su versión de lo propio estálimitada por su propia membrana.

Los organismos multicelulares tuvieron que enfrentarse a un nuevo problema duran-te su evolución. Renunciaron a parte de su independencia a cambio de ganar las ven-tajas de formar parte de una entidad más grande, un organismo compuesto de múlti-ples unidades semiindependientes. Inicialmente, cualquiera de estas unidades eraprácticamente como cualquier otra dentro de la estructura general de la entidad, demanera que extender el concepto de lo propio para incluir otras unidades que eranesencialmente idénticas quizás fue un salto relativamente pequeño. «Yo» se convirtióen «nosotros», pero sólo como múltiple de «yo».Amedida que los organismos se vol-vieron más complejos y las diferentes células dentro de un organismo empezaron aadoptar una división de labor, los organismos generaron una gama de células con di-ferentes formas y funciones. La distinción de «yo» o «nosotros» de «ellos» se convirtióen un proceso cada vez más complejo: esa célula adyacente, la cual parece tan diferente de«yo», ¿es realmente parte de «nosotros» o se trata de un intruso procedente de «ellos»?

El desarrollo de relaciones de comensalismo entre organismos (p. ej., la combinaciónde musgo y hongos para formar líquenes o la presencia de flora bacteriana en el in-testino y la piel de los humanos) todavía requirió más preguntas: si hay un intruso, ¿re-presenta una amenaza o se puede ignorar con seguridad?; si representa una amenaza, ¿qué de-bería hacerse para eliminarla?

Estas preguntas son los puntos de partida a partir de los cuales el sistema inmunita-rio opera. El sistema inmunitario humano utiliza varios mecanismos para formular yresponder estas preguntas. Algunos de estos mecanismos se han usado ampliamentedurante millones de años; otros se han desarrolladomás recientemente a partir de gru-pos de organismos más restringidos. Esta unidad es una introducción de conceptospara entender cómo el sistema inmunitario humano se ocupa de estas cuestiones.

ΓΝΩΘΙ ΣΑΥΤΟΝ («Conócete a ti mismo»)Palabras originalmente grabadas en oro en el pórtico del

Templo de Apolo en Delfos.

1

SECCIÓN I:La percepción del ser: el concepto de lo propio

y el reconocimiento de lo propio/extraño

01 DOAN.qxp:Maquetación 1 4/7/08 16:26 Página 1

La necesidadde reconocerlo propio

1

3

I. GENERALIDADES

Una amplia variedad de organismos y sus moléculas asociadas suponeuna amenaza constante para el cuerpo humano. El sistema inmunitario hu-mano —conjunto de mecanismos defensivos que identifican y neutralizanestas amenazas— es capaz de distinguir los organismos y moléculas «ex-traños» frente a los «propios», todo aquello que pertenece al propio cuer-po (fig. 1-1). Las amenazas pueden entrar dentro del cuerpo desde el ex-terior (p. ej., organismos infecciosos o agentes tóxicos) o bien puedenproducirse a partir de cambios potencialmente dañinos dentro del orga-nismo (p. ej., una célula normal que experimenta una transformación ma-ligna y se convierte en una célula cancerígena). Afortunadamente, el sis-tema inmunitario consiste en tres líneas de defensa (fig. 1-2). La primeralínea de defensa consiste en una serie de barreras mecánicas, químicasy biológicas que protegen el organismo. Si estas barreras sufren una rup-tura, se activan la segunda y la tercera líneas de sistemas protectores: pri-mero, el sistema inmunitario innato y, después, el sistema inmunitarioadaptativo.

Para detectar posibles amenazas, los sistemas inmunitarios innato y adap-tativo utilizan receptores tanto solubles como anclados en la superficie delas células. No obstante, estos receptores se generan de diferentes ma-neras y proporcionan una clara distinción entre los dos sistemas (fig. 1-3).

Microbios

BarrerasSistema inmunitario innatoSistema inmunitarioadaptativo

Figura 1-2Protección y respuesta frente a la invasión microbiana. La protección inicialestá conferida por un conjunto de barreras. Cuando sufren una ruptura, losmicrobios invasores desencadenan la activación del sistema inmunitario innatoy, si es necesario, del sistema inmunitario adaptativo.

Cáncer Helmintos

Hongos

Toxinas

Procedimientosfarmacológicos

Bacterias

Protozoos

Virus

Figura 1-1Amenazas para el individuo. El cuerpo estácontinuamente expuesto a numerosos agentesinfecciosos, células cancerígenas, moléculastóxicas e incluso a los fármacos.


Algunos receptores reconocen y se unen a moléculas propias, mientrasque otros reconocen y se unen a moléculas extrañas. Algunos receptoresde moléculas extrañas se expresan en bajas cantidades y están «integra-dos» en el genoma, presentes en todos los individuos sanos. Dichos re-ceptores detectan de forma específica moléculas producidas por una granvariedad de organismos diferentes (p. ej., moléculas comunes en célulasbacterianas pero no en células humanas). De estos receptores «de estruc-turas comunes», denominados receptores de reconocimiento de patro-nes (RRP), se conocen aproximadamente un centenar y forman parte delsistema inmunitario innato, la segunda línea de defensa (fig. 1-4 A). Lascélulas y las moléculas del sistema inmunitario innato responden a una in-vasión microbiana con rapidez y, a menudo, son suficientes para una de-fensa eficaz.

Después de las barreras y del sistema inmunitario innato, el sistema in-munitario adaptativo (fig. 1-4 B), con sus células y moléculas únicas, re-presenta el tercer nivel de defensa contra las posibles amenazas para elcuerpo. Durante su desarrollo, los linfocitos derivados de la médula óseay del timo (linfocitos B y T, respectivamente) generan distintos receptores.A través de un proceso de reordenación de un número relativamente pe-queño de fragmentos génicos que da lugar a un gen combinado que co-difica el receptor, cada linfocito genera de forma aleatoria un receptor úni-co. Estos receptores, denominados receptores de origen somático, segeneran al azar antes de cualquier contacto con lo propio o lo extraño; enel capítulo 8 se describe el proceso detalladamente. Por tanto, con la com-binación de múltiples fragmentos génicos, cada individuo puede generarenormes cantidades de linfocitos B y T, cada uno con un receptor único.Un proceso posterior, mediante el cual los receptores son revisados de for-ma exclusiva en cada individuo, da lugar a la retención de un grupo de re-ceptores que es exclusivo para ese ambiente propio y su entorno extraño.Además, las respuestas iniciales de las células del sistema inmunitarioadaptativo frente a una determinada amenaza o estímulo pueden condu-cir, durante encuentros posteriores con la misma amenaza o estímulo, arespuestas aumentadas o reprimidas. Esta habilidad para modular la res-puesta inmunitaria frente a sustancias encontradas en múltiples ocasioneses la base de la memoria inmunológica, una de las características quedistinguen al sistema inmunitario adaptativo del innato.

Tanto el sistema inmunitario innato como el adaptativo involucran distintasmoléculas y células. Algunas de estas estructuras sólo se encuentran enuno de los dos sistemas, mientras que otras contribuyen tanto a las res-puestas innatas como a las adaptativas. Por ejemplo, las células del siste-ma innato pueden actuar por sí mismas para resistir la invasión de orga-nismos infecciosos; sin embargo, algunas de ellas también desempeñan unpapel fundamental en la activación de las células del sistema adaptativo ypueden, a su vez, experimentar un aumento de actividad dirigido por las cé-lulas del sistema adaptativo activadas.

El sistema inmunitario emplea diversos mecanismos de defensa contra losagentes extraños: muerte, consumición o aislamiento. Una vez se ha pro-ducido el reconocimiento de los intrusos, muchos de estos mecanismostambién implican la proliferación de células relevantes del hospedador, conel fin de proveer suficientes células para la defensa. Como muchos sis-temas biológicos, el sistema inmunitario utiliza la redundancia —múlti-ples mecanismos con funciones que se superponen— para asegurar quesi un mecanismo no es eficaz, otro lo pueda ser.

Con el tiempo, los hospedadores y microbios han cambiado sus tácticasvarias veces. Algunos microbios han desarrollado maneras de evadir algu-nas respuestas inmunitarias. Los hospedadores, en consecuencia, han

4 1. La necesidad de reconocer lo propio

Genes

John

Betty

Matt

Kathleen

R

Genes

Genes

Genes

R

R

R

Receptores en la superficie celular

Sistema inmunitario innatoUn número limitado de

receptores de reconocimientode patrones altamente

conservados («integrados»)

Sistema inmunitario adaptativoUn número enorme de receptores

de origen somático generados mediante reordenación génica

Reordenaciónde genes

Figura 1-3Receptores innatos de reconocimiento depatrones y receptores adaptativos de origensomático. Cada individuo expresa receptoresde reconocimiento de patrones (sistemainmunitario innato) y receptores de origensomático (sistema inmunitario adaptativo).


desarrollado estrategias defensivas adicionales. A la larga, algunos micro-bios podrían evadir estas estrategias. Así, estas innovaciones microbianasdirigen de nuevo el desarrollo de otros mecanismos de defensa adiciona-les, y así sucesivamente. Por este motivo, la relación entre el hospedadory el microbio básicamente es una continua lucha recíproca.

II. EL CONCEPTO INMUNOLÓGICO DE LO PROPIO

Si tuviera que describir qué le hace único como individuo, puede ser quehiciera una lista de sus características (p. ej., color de los ojos, cabello ypiel, grupo sanguíneo). También podría hacer una lista de las característi-cas que nunca tendría (p. ej., lipopolisacáridos, hemaglutininas, plumas,escamas, alas). El sistema inmunitario hace distinciones similares. Porejemplo, los receptores conservados del sistema inmunitario innato se hanseleccionado durante el período de evolución para reconocer sólo molécu-las extrañas indicadoras de la presencia de un intruso, tales como el lipo-

II. El concepto inmunológico de lo propio 5

Louie el linfocito evalúa la variedadde receptores disponibles

Newton el neutrófilo evalúa la variedad de receptores disponibles

A B

Menú de receptores de comida innata de Fred

Desayuno Tostada

Comida Hamburguesa con queso

Cena Pollo frito

¡No se sirven platos de acompañamiento!

¡No hay sustituciones! ¡Mismo menú todos los días!

Menú de receptores de comida

Adaptativa de Ped Xing

Construye tu propio menú combinando un plato de la

columna A, uno de la columna B y uno de la columna C.

¡Una variedad de comidas aparentemente infinita!

Columna ASopa

Columna BEntrante

Columna C

Plato principal

Sopa de huevo

Won Ton

Picante y agria

Sopa de vegetales

Puré de legumbres

Pollo al limón

Sopa de nido de ave

Sopa de cola de tiburón

Rollito primavera

Rollito de huevo

FondueGambas a la barbacoa

Carne de cerdo a la barbacoa

Costillas a la barbacoa

Tempura

Arroz frito

Ternera Kung Pao

Tiras de carne de cerdo

Pollo con almendras

Pato prensado

Pollo Szechwa

Ternera a la pimienta

Pollo del General Tsao

Carne de cerdo agridulce

Figura 1-4Diversidad de receptores de los sistemas inmunitario innato y adaptativo. A. Los receptores del sistema inmunitario innato (receptoresde reconocimiento de patrones) están limitados en número y diversidad, y son comunes entre diferentes individuos normales. B. Losreceptores de origen somático presentes en linfocitos del sistema inmunitario adaptativo se basan en combinaciones génicas aleatoriasque resultan en la producción de un número muy elevado de receptores diferentes.


polisacárido presente en la superficie de numerosos tipos de bacterias.Por otro lado, los receptores de alta variabilidad de la respuesta inmunita-ria adaptativa, generados de novo en ciertas células somáticas de cada in-dividuo, reconocen tanto lo propio como lo extraño. En consecuencia, lascélulas que expresan estos receptores se deben someter a un proceso deselección o «educación» que les permita aprender primero qué es lo pro-pio en ese individuo en particular y después considerar (por defecto) queel resto de elementos constituyen lo extraño.

A. El reconocimiento de lo propio

Las células del cuerpo utilizan el reconocimiento de lo propio para de-terminar si una molécula o célula que acaba de ser detectada disponede las estructuras adecuadas que demuestran que es una parte del pro-pio cuerpo. Este reconocimiento es importante por diferentes motivos.La habilidad de reconocer lo propio permite que las células de los or-ganismos multicelulares sepan si otras células, con las cuales han en-trado en contacto, pertenecen al mismo organismo y si es seguro inter-actuar con ellas. En muchas respuestas inmunitarias, el reconocimientode tales estructuras propias es absolutamente necesario para que lascélulas puedan interactuar con éxito y desarrollar algunas funciones.Estas estructuras propias normalmente están ausentes en las célulasmicrobianas invasoras y también pueden estarlo en algunas células delcuerpo anómalas (p. ej., algunas células cancerígenas) y en células deotros individuos de la misma especie (p. ej., en un tejido trasplantado).

B. El reconocimiento de la ausencia de lo propio

Además de mediar una interacción productiva, la ausencia de los indi-cadores de lo propio puede estimular el ataque contra cualquier célulaque carece de ellos. Por ejemplo, determinadas células del sistema in-munitario innato (linfocitos citolíticos naturales) disponen de receptoresque reconocen las señales de estrés expresadas en células infectadas ocancerígenas. Mediante la utilización de un segundo grupo de recepto-res, los linfocitos citolíticos naturales examinan las células alteradas paradeterminar si poseen la cantidad suficiente de un tipo particular de mo-léculas de la superficie celular denominadas complejo principal de his-tocompatibilidad de clase I (MHC I, major histocompatibility complex I),que deberían estar presentes en todas las células normales nucleadas delcuerpo. Las células que sufren alteraciones debido a un cáncer o a de-terminadas infecciones víricas pueden experimentar una drástica reduc-ción (o eliminación por completo) de la expresión de dichas moléculas.Los linfocitos citolíticos naturales pueden entonces detectar esta dismi-nución de la expresión de las moléculas del MHC I y destruir las célulasanómalas.

C. El reconocimiento de lo extraño

La habilidad de reconocer algo que no es propio y contra lo que aún nose ha luchado previamente representa un importante reto biológico. Elsistema inmunitario se enfrenta a este reto mediante la utilización delos receptores de reconocimiento de patrones y los receptores de ori-gen somático mencionados previamente (v. fig. 1-3). Los primeros re-presentan un grupo de receptores genéticamente estables que han sidoseleccionados evolutivamente para reconocer y unir estructuras pro-ducidas bien por organismos filogenéticamente distantes (p. ej., micro-bios) bien por células propias como respuesta a una agresión (p. ej.,infección o daño). Los receptores extremadamente variables de origensomático en los linfocitos están basados en un número de genes rela-tivamente pequeño que se transmiten de forma rutinaria de una gene-



ración a otra, pero que se reestructuran de forma aleatoria en cada lin-focito. El resultado de este proceso es la generación de un vasto gru-po de receptores en cada individuo, algunos de los cuales serán capa-ces de reconocer y unir lo extraño.

1. La vía de los receptores de reconocimiento de patrones (RRP): losRRP están diseñados para reconocer y unir únicamente estructurasextrañas que normalmente no están presentes en el cuerpo, peroque son abundantes en el mundo microbiano. Las estructuras deestos receptores están directamente codificadas en el genoma. Poreste motivo, se transmiten a través de generaciones y se expresanen todos los individuos de una misma especie de forma esencial-mente idéntica. Este tipo de reconocimiento es característico del sis-tema inmunitario innato. Los RRP identifican estructuras típicamen-te asociadas a microbios pero no a células hospedadoras. AlgunosRRP (p. ej., receptores de tipo toll) se encuentran en la membrana dediversos tipos celulares, mientras que otros (p. ej., moléculas delcomplemento) se encuentran de forma soluble. La función de losRRP se explica con más detalle en los capítulos 2 y 5, los cuales tra-tan la respuesta inmunitaria innata.

2. La vía de los receptores de origen somático: un subgrupo de leu-cocitos, los linfocitos T y B, son las únicas células capaces de pro-ducir los receptores de origen somático del sistema inmunitarioadaptativo. Cada linfocito T o B utiliza la reordenación del ADN (y, enalgunos casos, la mutación somática) para desarrollar un gran nú-mero de receptores diferentes. Pese a que cada célula solamenteproduce un único tipo de receptor capaz de reconocer una única es-tructura, el número total de células que experimentan este procesopermite el desarrollo de un conjunto de receptores capaz de reco-nocer más de 1010 estructuras diferentes. Dado que cada una deesas células genera su único receptor de forma aleatoria, algunasdesarrollan receptores capaces de reconocer lo propio, mientras queotras desarrollan receptores que reconocen lo extraño. En conse-cuencia, los linfocitos T y B son sometidos a procesos de «educa-ción» con la finalidad de eliminar aquellos que portan receptores quepodrían reconocer y atacar estructuras normales dentro del orga-nismo. Además, algunos linfocitos desarrollan receptores que no soncapaces de interactuar adecuadamente con otras células del cuer-po y, por consiguiente, también son eliminados. Una vez activados,los linfocitos T y B restantes pueden generar respuestas inmunitariaspotentes y letales dirigidas hacia la eliminación de células y molé-culas extrañas.

III. LA MEMORIA INMUNOLÓGICA

Las células y las moléculas del sistema inmunitario innato tratan cada en-cuentro con un determinado invasor microbiano como si lo estuvieran re-conociendo por primera vez. El sistema adaptativo, por el contrario, tienela capacidad de beneficiarse del primer encuentro con un estímulo parti-cular (p. ej., un microbio específico) para modificar o adaptar la(s) res-puesta(s) a cualquier encuentro posterior con el mismo estímulo (fig. 1-5).Esta memoria inmunológica permite que el sistema inmunitario adapta-tivo amolde sus respuestas a las células o moléculas que encuentra enmúltiples ocasiones. En algunos casos, por ejemplo ante microbios comu-nes, las respuestas posteriores pueden ser más rápidas y vigorosas paraaumentar así la velocidad de eliminación de tales microbios, a menudo an-tes de que su presencia pueda ser detectada por otros mecanismos. En

III. La memoria inmunológica 7

Magnitud y velocidadde la respuesta

inmunitaria innata

Magnitud y velocidadde la respuesta

inmunitaria adaptativaEstímulo

Primera exposición

Segunda exposición

Tercera exposición

Exposiciónposterior

Figura 1-5La memoria inmunológica. El sistemainmunitario innato reacciona contra un ciertoestímulo con una intensidad constante,independientemente del número de veces quehaya sido expuesto a ese estímulo. El sistemainmunitario adaptativo puede adaptar ymodificar su respuesta después de cadaexposición a un estímulo determinado.


otros casos, las respuestas inmunitarias contra determinadas sustanciasextrañas pueden estar reprimidas, como por ejemplo, contra células y mo-léculas no dañinas que se encuentran en la piel, en el aire que respiramoso en la comida o agua que consumimos. Por tanto, la memoria inmunoló-gica proporciona al cuerpo la capacidad de tratar de forma diferencial laspartículas extrañas peligrosas o las potencialmente inocuas.

IV. MECANISMOS DE DEFENSA

El sistema inmunitario es, junto con los sistemas nervioso y endocrino, unode los mayores sistemas de comunicación del cuerpo. La mayor parte delas respuestas inmunitarias requieren interacciones fructíferas entre múlti-ples células y moléculas.

Una vez el sistema inmunitario decide proceder a la eliminación de unapartícula peligrosa, pasa a depender de tres mecanismos generales. Laamenaza se puede aislar, degradar o ingerir y consumir, o bien se puede uti-lizar alguna combinación de estas acciones. Dentro de estas categoríasgenerales, numerosos tipos de mecanismos (fig. 1-6) están disponiblesbien para inhibir la dispersión o crecimiento de los invasores microbianoso bien para matarlos. Las barreras mecánicas (p. ej., la piel y las membra-nas mucosas), las barreras químicas (p. ej., moléculas microbicidas)y las barreras biológicas (p. ej., la presencia de microbios comensales) opo-nen resistencia a la entrada inicial de microbios dentro del cuerpo. Los mi-crobios que consiguen entrar se pueden aislar dentro de estructuras(p. ej., granulomas) para restringir su capacidad de dispersión hacia otraspartes del cuerpo. Las células extrañas se pueden degradar al dañar físi-camente sus membranas u obligándolas a entrar en un proceso de muer-te celular programada (apoptosis), a través del cual ellas mismas destru-yen sus propios ácidos nucleicos. Las células fagocíticas capturan eingieren microbios y restos celulares. La ingestión y consiguiente degra-dación de microbios o restos celulares también induce a algunas células fa-gocíticas a secretar moléculas que activan de forma selectiva otros ele-mentos del sistema inmunitario. Los linfocitos citolíticos naturales puedendetectar y destruir células hospedadoras que muestran ciertas caracterís-ticas anormales (p. ej., derivadas de infecciones víricas). Los anticuerpos(producidos por linfocitos B) y las moléculas de complemento pueden unir-se a los microbios e iniciar su destrucción, mientras que los linfocitos Tpueden atacar a microbios y células infectadas de forma directa o indirec-ta. Tras percibir la presencia de una amenaza, muchas de las células delsistema inmunitario también proliferan rápidamente para asegurar una po-blación de células suficientemente grande con la que hacer frente a esaamenaza.


Célulasfagocíticas

Aislamiento

IslaGranuloma

Anticuerpos

Muerte celularprogramada

Los microbios inician el ataque.

¿Puedes guiar a los microbios a travésde todos estos mecanismos defensivos

del sistema inmunitario?

Los microbios encuentran numerososobstáculos que inhiben su reproduccióno el establecimiento de infecciones delarga duración en el cuerpo humano.

Linfocitoscitolíticosnaturales

Secrecionesantimicrobianas

Defectos enel sistema

inmunitario.Avanzas

6 casillas

Inflamación Meta

Salida

Daño a lamembrana

Linfo-citos T

Microbioscomensales

HOGARDULCEHOGAR

Membranamucosa

Complemento

Piel

El juego de la infección

Figura 1-6Mecanismos de defensa inmunitarios. Elsistema inmunitario utiliza un arsenal demecanismos de protección para inhibir odestruir los microbios invasores. Estailustración incluye algunos y su secuenciapuede variar.


Preguntas de estudio 9

Resumen del capítulo

• El sistema inmunitario distingue las células y las moléculas que per-tenecen al cuerpo (propias) de aquellas que no lo son (extrañas)me-diante la utilización de los sistemas inmunitarios innato y adaptativo.

• Tanto el sistema inmunitario innato como el adaptativo utilizan re-ceptores para detectar las posibles amenazas. Estos receptorespueden estar tanto en superficies celulares como de forma soluble.

• Las células y las moléculas del sistema inmunitario innato respondenrápidamente a la invasión microbiana y, a menudo, son suficientespara la defensa.

• Las células utilizan el reconocimiento de lo propio para determinar siuna molécula o célula que acaba de ser detectada dispone de las es-tructuras adecuadas que demuestran que pertenece al propio cuerpo.

• El reconocimiento de algo extraño y que no se ha detectado previa-mente se consigue mediante receptores de reconocimiento de pa-trones y receptores de origen somático.

• Lamemoria inmunológica permite que el sistema inmunitario adap-tativo amolde sus respuestas frente a las partículas a las cuales seenfrenta en múltiples ocasiones.

• El sistema inmunitario puede eliminar las amenazas bien mediante elaislamiento, la degradación o la ingestión (consumición) de lasmismas, o bien mediante una combinación de estas acciones.

Preguntas de estudio

1.1 El reconocimiento inmunológico de las moléculas que per-tenecen a lo propio es importante para

A. activar los linfocitos citolíticos naturales del sistema in-munitario innato.

B. determinar si es seguro interactuar con esa molécula.C. inducir en un linfocito T o B la síntesis de un receptor de

origen somático contra esa molécula.D. estimular la unión de receptores de reconocimiento de

patrones.E. inducir un ataque contra la célula que expresa esa mo-

lécula propia.

1.2 Los linfocitos citolíticos naturales evalúan si otras célulasson anómalas mediante la detección de tipos y niveles de

A. moléculas del MHC IB. moléculas extrañasC. patrones moleculares asociados a patógenosD. receptores de reconocimiento de patronesE. receptores de superficie de origen somático

asociados a la superficie celular.

La respuesta correcta es la B. La identificación de lo propio in-dica al sistema inmunitario que la célula o molécula recono-cida no es un enemigo. Los linfocitos citolíticos naturales uti-lizan este mecanismo de reconocimiento de lo propio parainterrumpir su ataque contra células que ellos perciben comoanómalas. Los linfocitos B y T generan receptores indepen-dientemente del encuentro inicial con las moléculas propias.Los receptores de reconocimiento de patrones, por otro lado,están genéticamente programados para reconocer lo extraño.Si se induce el ataque contra alguna célula que expresa unamolécula propia, el reconocimiento inmunitario viola su «pac-to de no agresión» contra las células y las moléculas del hos-pedador y da origen a un problema interno denominado au-toinmunidad.

La respuesta correcta es la A. Las moléculas del MHC I sonmoléculas involucradas en la identificación de lo propio quese encuentran en todas las células nucleadas del hospedador.Los linfocitos citolíticos naturales, después de establecer con-tacto con células que expresan las señales de estrés, tomanla decisión de matarlas o no mediante la evaluación de la ex-presión de los tipos y las cantidades adecuadas de molécu-las del MHC I. Pese a que son miembros del sistema inmuni-tario innato, los linfocitos citolíticos naturales no reconocenlos patrones moleculares asociados a patógenos ni los re-ceptores de reconocimiento de patrones. Los linfocitos cito-líticos naturales son incapaces de reconocer los receptoresde origen somático en la superficie celular.


1.3 Los receptores de reconocimiento de patrones se unen a

A. linfocitos B y T.B. moléculas asociadas a células del hospedador.C. moléculas del MHC I.D. linfocitos citolíticos naturales.E. patrones moleculares asociados a patógenos.

1.4 Los receptores de origen somático que se encuentran enlinfocitos B o T

A. están unidos únicamente a moléculas del MHC I.B. están codificados en la línea germinal para reconocer

los patrones moleculares asociados a patógenos.C. se producen por primera vez tras un encuentro inicial

con lo extraño.D. son idénticos entre individuos.E. se generan de forma aleatoria durante el desarrollo.

1.5 La memoria inmunológica hace referencia a

A. la activación de células fagocíticas para ingerir micro-bios invasores.

B. los cambios en las respuestas inmunitarias adaptativasque se producen tras sucesivos encuentros con el an-tígeno.

C. la constancia de la respuesta del sistema inmunitarioinnato frente a las partículas microbianas.

D. el reconocimiento de patrones moleculares asociadosa patógenos mediado por los receptores de reconoci-miento de patrones.

E. la estimulación de apoptosis en las células del hospe-dador defectuosas que presentan una reducción de losniveles de moléculas del MHC I.

1.6 El virus de la gripe infecta a seres humanos e induce unarespuesta inmunitaria que, a menudo, resulta insuficientepara proteger al individuo de la enfermedad o la muerte.¿Cuáles de las siguientes estructuras se encuentran en losvirus de la gripe, permitiéndoles ser reconocidos por el sis-tema inmunitario humano?

A. Moléculas del MHC IB. Moléculas del MHC IIC. Patrones moleculares asociados a patógenosD. Receptores de reconocimiento de patronesE. Receptores de origen somático


La respuesta correcta es la E. Los receptores de reconoci-miento de patrones (RRP) están codificados por el genomapara unir moléculas expresadas de forma amplia en el mun-do microbiano pero no en las células del hospedador. En con-secuencia, los RRP no pueden reconocer las moléculas aso-ciadas al hospedador, como por ejemplo las moléculas delMHC I o las células provinientes del hospedador, como porejemplo linfocitos B, T o citolíticos naturales.

La respuesta correcta es la E. Los linfocitos B, derivados dela médula ósea, y los linfocitos T, derivados del timo, generanreceptores de origen somático durante su desarrollo. A dife-rencia de los linfocitos citolíticos naturales, los linfocitos B y Tson incapaces de determinar la cantidad de moléculas delMHC I existentes en la superficie de las células nucleadas. Asi-mismo, a diferencia de los receptores del sistema inmunitarioinnato, los receptores somáticos de los linfocitos T y B se ge-neran de forma aleatoria y varían enormemente entre indivi-duos. Los receptores de linfocitos T y B se forman antes deque se produzca la estimulación del antígeno.

La respuesta correcta es la B. Una de las características prin-cipales del sistema inmunitario adaptativo es la capacidad,tras la exposición reiterada a un estímulo antigénico, de alte-rar progresivamente su respuesta. Mientras lleva a cabo estafunción, debe recordar la exposición previa, proceso conoci-do como memoria. Pese a que son miembros del sistema in-munitario innato y no poseen memoria inmunológica, las cé-lulas fagocíticas pueden estar influenciadas por el sistemainmunitario adaptativo. La constancia de las respuestas in-munitarias cuando se comparan sucesivos encuentros con elestímulo es una de las características principales de la res-puesta inmunitaria innata. La memoria inmunológica del sis-tema inmunitario adaptativo no se transmite genéticamentede una generación a otra. La detección de la disminución delos niveles de expresión del MHC I es una función de los lin-focitos citolíticos naturales, miembros del sistema inmunita-rio innato.

La respuesta correcta es la C. Las moléculas en la superficiedel virus que no se encuentran en la superficie de las célu-las del hospedador forman parte del conjunto de patronesmoleculares asociados a patógenos. Los receptores dereconocimiento de patrones se encuentran en las célulasdel hospedador. Las moléculas del MHC I y II están presen-tes en las células del hospedador pero no en los virus. Losreceptores de origen somático se encuentran en los linfoci-tos T y B.


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Editores de la colecciónRichard A. HarveyPamela C. Champe

Thao DoanRoger MelvoldSusan ViselliCarl Waltenbaugh

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