Presentació del tema 18 de l'assignatura de biologia de 2n de batxillerat. Presentació preparada amb el llibre de 2n de Batxillerat Santillana i altres materials.

1. UNITAT 18
El procés immunitari
1

2. Què estudiarem?
1. Els mecanismes defensius no específics
2. La immunitat
3. El sistema immunitari
4. Els mecanismes d’acció del sistema
immunitari
2

3. 1. Els mecanismes defensius no
específics
• Abans de néixer, el cos d’un individu es pot considerar
virtualment estèril.
• En el moment de néixer, tots els microorganismes de
l’ambient entren en contacte amb l’individu.
• Per combatre els patògens disposem de sistemes de
defensa que ens permeten afrontar aquestes
agressions, neutralitzar-les i eliminar-les.
• L’estat que permet a un ésser lliure de malaltia es
denomina immunitat.
• Tots els éssers vius (unicel·lulars o pluricel·lulars) tenen
sistemes de defensa més o menys complexos.
• Al llarg de l’escala evolutiva augmenta la complexitat
d’aquests mecanismes.
3

4. • Les defenses inespecífiques són aquelles que
protegeixen de qualsevol tipus de microorganisme.
• De forma general i, atenint a aspectes funcionals,
es poden distingir els següents mecanismes de
defensa:
– Local externa: barreres físiques i químiques que eviten
l’entrada de microorganismes.
– Local interna: resposta inflamatòria dels teixits i acció
fagocitària específica.
– Cel·lular: acció de cèl·lules destructores de gèrmens
patògens o cèl·lules infectades.
– Humoral: acció molecular dels anticossos sobre
antígens o derivats.
• Els microorganismes han de travessar dos tipus de
barreres defensives inespecífiques:
– Barreres primàries.
– Barreres secundàries.
4

5. 1.1. Barreres primàries
• Qualsevol agent infecciós que intenti envair un altre
organisme haurà de travessar les barreres defensives
primàries:
• Pell:
– Barrera que consta de les següents característiques:
• Gruix de la pell.
• Procés de descamació i queratinització.
• Presència de secrecions (suor).
• Existència de flora bacteriana a la pell.
• Presència d’escates, plomes o pèls.
• Secrecions mucoses:
– Es troben a les obertures naturals i les més importants són:
• Secrecions àcides.
• Mucoses respiratòries.
• Flora bacteriana pròpia del tub digestiu.
– Destaquen com a enzims els lisozims i l’espermina.
5

6. 6

7. 1.2. Barreres secundàries
• La barrera secundària, també es
coneguda com defensa fagocítica,
mecanisme que s’activa quan els
microorganismes o agents patògens
aconsegueixen travessar les barreres
primàries.
• La barrera secundària està formada per
tres parts:
– Cèl·lules fagocítiques.
– Sistema immunitari.
– Interferó i complement.
7

8. • Cèl·lules fagocítiques:
– Cèl·lules de la línea mieloide (leucòcits) entre les que es
distingeixen:
• Monòcits (2-8% del total de leucòcits): s’especialitzen en els
teixits transformant-se en macròfags.
• Neutròfils (50-70% del total de leucòcits): moviments
ameboides, surten dels vasos sanguinis per diapedesi.
• Eosinòfils (<5%): ataca a paràsits grans.
• Basòfils (<5%): implicat en processos d'al·lèrgia.
– Els neutròfils i basòfils (leucòcits principals) eliminen els
gèrmens mitjançant fagocitosi. Aquest procés
desencadena la resposta inflamatòria:
• Dilatació dels vasos sanguinis locals (arriba més sang →
més leucòcits).
• Augment de la permeabilitat vascular (facilita la sortida de
plasma i cèl·lules sanguínies del torrent circulatori cap a la zona
infectada).
8

9. 9

10. • Sistema immunitari:
– Última barrera defensiva davant l’atac d’un
agent estrany.
– Constituït per:
• Anticossos.
• Cèl·lules productores d’anticossos.
• Cèl·lules cooperadores, que reconeixen
microorganismes i cèl·lules estranyes.
• Interferó i complement:
– Interferó: proteïnes secretades per
determinades cèl·lules dels vertebrats quan son
infectades per un virus.
– Complement: cascada bioquímica que ataca la
superfície de les cèl·lules alienes.
10

11. Les cèl·lules sanguínies
11

12. 2. La immunitat
• Les principals característiques del sistema immunitari
són:
– Especificitat: garanteix que els agents nocius distints donen
lloc a respostes immunes específiques.
– Diversitat: permet al sistema immunitari respondre a una gran
diversitat d’agents infecciosos.
– Memòria: permet una resposta augmentada i més eficaç front
l’exposició repetida a un agent infecciós.
– Especialització: genera respostes òptimes per la defensa front
a diferents tipus d’agents infecciosos.
– Autolimitació: permet al sistema immunitari respondre a agents
infecciosos trobats per primera vegada.
– Absència d’autoreactivitat: impedeix la producció de lesions a
l’individu en el moment en que es produeix una resposta front un
agent nociu o microorganisme.
12

13. 2.1. Immunitat natural
• Els animals podem adquirir immunitat de
forma natural de dues maneres:
– Forma activa:
• Davant l’exposició a certs antígens, el nostre
sistema immunitari produeix anticossos específics.
• Quan es venç la invasió microbiana l’animal està
immunitzat.
– Forma passiva:
• Els anticossos no són produïts pel mateix individu,
sinó de l’exterior.
• Exemple: traspàs d’anticossos de la mare al fetus.
13

14. 2.2. Immunitat artificial o adquirida
• Mitjançant tècniques alienes a
l’organisme, un individu pot adquirir
immunitat front a patògens que no li han
causat malaltia:
– Vacunació:
• Mètode preventiu d’immunitat activa.
• Injecció de microbis morts o atenuats.
– Seroteràpia:
• Tractament curatiu d’immunitat passiva amb
duració limitada.
• Injecció d’anticossos específics per la malaltia que
pateix un individu.
14

15. 3. El sistema immunitari
• Els processos de reconeixement i
neutralització o destrucció de cèl·lules
estranyes a l’organisme rep el nom de
resposta immunitària.
• Aquesta resposta pot ser de dos tipus:
– Cel·lular: duta a terme per cèl·lules (actuen
limfòcits T).
– Humoral: produïda per anticossos
(intervenen limfòcits B).
15

16. 16

17. 3.1. Limfòcits
• Limfòcits B (bone):
– Responsables de la resposta humoral.
– Es formen a la medul·la òssia (als ocells
maduren a la borsa de Fabrici).
– Presenten anticossos o receptors a la
superfície externa de la membrana plasmàtica
que reaccionen amb antígens específics de
microorganismes.
– En activar-se, es converteixen en cèl·lules
plasmàtiques, amb un gran reticle
endoplasmàtic, que produeixen anticossos
lliures específics.
17

18. • Limfòcits T (tim):
– Intervenen en la immunitat cel·lular.
– Maduren al tim i no produeixen anticossos lliures.
– A la superfície de la membrana tenen receptors
d’antígens.
– El receptor d’antigen són les macromolècules
constituïdes per dues cadenes proteiques.
– Hi ha tres tipus de limfòcits T:
• Limfòcits T citotòxics: alliberen citotoxines (perforines) que
destrueixen cèl·lules infectades per virus o bacteris patògens.
• Limfòcits T col·laboradors (Thelper): activen els limfòcits B i
inicien la proliferació dels limfòcits T citotòxics (secreció
d’interleucines).
• Cèl·lules citocides o NK (natural killer): destrueixen cèl·lules
canceroses o cèl·lules infectades per virus.
18

19. 3.2. Cèl·lules presentadores d’antígens
• Cèl·lules amb capacitat
d’activar als limfòcits T.
• Pertanyen a aquest grup
cèl·lules com els
macròfags, cèl·lules
dendrítiques i cèl·lules
Langerhans de la pell.
• Les cèl·lules canceroses
també poden interactuar
amb els limfòcits T.
19

20. • El mecanisme de presentació dels
antígens als limfòcits T es du a terme en
diversos passos:
– La cèl·lula presentadora capta antígens que,
mitjançant endocitosi, penetren al seu interior.
– Els enzims hidrolítics dels lisosomes les
degraden i el transformen en fragments
antigènics.
– Aquests fragments són associats a proteïnes
del MHC (complex principal de
histocompatibilitat) a la membrana.
– Aquesta presentació determina que alguns
limfòcits T col·laboradors s’uneixin i quedin
activats.
20

21. 21

22. 3.3. Òrgans limfoides
• Els òrgans relacionats amb la formació,
maduració o acumulació de limfòcits
s'anomenen òrgans limfoides.
• Se'n distingeixen dos tipus:
– Òrgans limfoides primaris:
• On es produeix la maduració definitiva dels
limfòcits.
– Òrgans limfoides secundaris:
• On tenen lloc les interaccions necessàries per les
activacions cel·lulars específiques, de manera que
els limfòcits puguin reaccionar contra antígens
específics.
22

23. • Òrgans limfoides primaris:
– Medul·la òssia roja:
• Situada a l’interior dels ossos.
• S’hi troben les cèl·lules mare, precursores dels
limfòcits. Aquestes poden madurar i transformar-
se en limfòcits B o sortir de la medul·la.
– Tim:
• Òrgan molt important per al desenvolupament dels
limfòcits T.
• Dins seus es transformen cèl·lules mare
provinents de la medul·la òssia en limfòcits T.
23

24. • Òrgans limfoides secundaris:
– Melsa:
• Filtra la sang i elimina els eritròcits i leucòcits
defectuosos.
• Amb zones riques en limfòcits T (para-escorça) i
zones riques en limfòcits B (escorça).
– Ganglis limfàtics:
• Amb funció semblant a la melsa, filtren limfa
gràcies a les cèl·lules macrofagocitàries del seu
interior.
– Teixit limfoide difús:
• En diferents parts del cos hi ha limfòcits, cèl·lules
plasmàtiques i fagocits formant fol·licles limfàtics.
• Exemples: amígdales, apèndix, plaques de Peyer,
etc.
24

25. 3.4. Antígens
• S’entén per antigen (Ag) qualsevol substància
amb capacitat de desencadenar resposta
immune.
• La regió de l’antigen reconeguda per l’anticòs es
denomina epítop o determinant antigènic.
• Els antígens tenen les següents
característiques:
– Són, casi sempre, proteïnes (poden ser carbohidrats i
glicoproteïnes). Els lípids només poden ser
immunògens combinats amb altres molècules.
– Tenen pes molecular elevat (superior als 10000 Da).
Excepcionalment poden ser més petites (insulina,
glicagó).
25

26. • Segons el seu origen:
– Autoantígens:
• Molècules del mateix individu que provoquen una
resposta autoimmune.
– Aloantígens o isoantígens:
• Procedents d’un individu genèticament diferent,
però de la mateixa espècie.
• Exemple: antígens del grup sanguini AB0 i Rh.
– Heteroantígens o xenoantígens:
• Molècules alienes a l’organisme.
• Exemple: macromolècules bacterianes.
26

27. • Segons la seva capacitat d’induir resposta
immune:
– Immunògens:
• Indueixen per sí sols una resposta immune, on
aquestes substàncies són l’objectiu.
• Una segona exposició dona una resposta més
enèrgica i ràpida.
– Antígens incomplets o hàptens:
• Per si sols no indueixen resposta immune (són
massa petits), però s’uneixen a antígens facilitant
la resposta immune.
– Tolerògens:
• Produeixen resposta immune en la primera
exposició, que va sent progressivament menor en
successives exposicions.
27

28. 3.4.1. Estructura dels antígens
• Els antígens proteics solen estar formats per
quatre o cinc aminoàcids. Segons el tipus de
epítop, l'antigen pot ser de dos tipus:
– Monovalent: amb un sol determinant antigènic
(només s’hi pot unir un tipus d'anticòs).
– Polivalents: amb diversos determinants antigènics,
es pot unir a diversos tipus d'anticòs.
28

29. 3.5. Anticossos o immunoglobulines
• Anticossos (Ac):
– Proteïnes tipus globulines (immunoglobulines,
Ig) efectores de la resposta immune humoral.
– Produïdes i secretades per limfòcits B
plasmàtics (diferenciats)
– Hi ha dos tipus d’anticossos:
• Anticossos lliures: es troben en el sèrum, al
líquid intersticial i recobrint alguns epitelis.
• Anticossos de superfície: es troben a la
superfície dels limfòcits B (receptors).
– Constituïts per quatre cadenes
polipeptídiques.
29

30. • Immunoglobulines (Ig):
– Formats per quatre cadenes polipeptídiques:
• Dues cadenes pesades (H, heavy).
• Dues cadenes lleugeres (L, light).
– Cada una d’aquestes cadenes (H i L) tenen
una regió constant (C o Fc) i una regió
variable (V o Fac).
– A la cadena H hi ha una regió d’uns 15
aminoàcids de gran flexibilitat que constitueix
la regió frontissa.
– Les cadenes H i L estan unides per ponts
disulfur.
– Formen una estructura tridimensional en
forma de Y.
30

31. 3.5.1. Estructura de les immunoglobulines
• Porció variable (V):
– Extrems aminats de les cadenes H i L.
– Cada tipus d'anticòs presenta en aquesta zona una
seqüència diferent, de manera que encaixa
perfectament amb un determinat antigen.
– Aquesta regió correspon al centre d’unió als antígens
i rep el nom de paràtop.
• Porció constant (C):
– Correspon a la resta de cadenes H i L i no té la
propietat d’unir-se als antígens.
31

32. 32

33. 33

34. 3.5.1. Tipus d’immunoglobulines
• Es diferencien entre sí per les cadenes H que
presenten.
• N’hi ha de cinc tipus: IgG, IgM, IgA, IgE i IgD.
34

35. • IgG (Gammaglobulines):
– Es diferencien entre sí per les cadenes H que
presenten:
• Son els més nombrosos a la sang (75% de les Ig
circulants).
• Dues cadenes L i dues H de tipus γ (gamma).
• Amb capacitat d’activar el complement.
• Les úniques Ig que travessen la placenta.
35

36. • IgM:
– Primers anticossos que es produeixen davant
l'exposició inicial a un antigen (resposta primària).
– Representen el 10% de les immunoglobulines.
– Formats per cinc monòmers units per ponts disulfur i
per una cadena polipeptídica anomenada J.
– Posseeixen 10 llocs d’unió pels antígens i una gran
avidesa pels antigènics polivalents (virus).
– Activen macròfags i el
sistema del complement.
– Les cadenes H són de
tipus µ (mu).
36

37. • IgA:
– 10% de les Ig circulant.
– Cada monòmer està constituït per quatre
cadenes polipeptídiques (dues L i dues H
tipus α).
– Cada monòmer es pot associar amb
altres, formant dímers o trímers
mitjançant una cadena J.
– Conté un component secretor que
impedeix la seva hidrolització.
– Es troben a la sang, la llet, el mucus
respiratori i intestinal, secrecions com
saliva i llàgrimes.
– Reforç de les barreres primàries de
defensa.
37

38. • IgE:
– Cadena H tipus ε.
– Causants dels
fenòmens d'al·lèrgia.
• IgD:
– Cadena H tipus δ.
– Anticossos de
superfície dels limfòcits
B com a receptors
d’antígens específics.
38

39. 4. Els mecanismes d’acció del
sistema immunitari
• Són una sèries de processos molt
complexos en què participen diversos
tipus de cèl·lules i substàncies i que
formen el que anomenem resposta
immunitària específica.
39

40. 4.1. Resposta immunitària o
memòria immunològica
• La detecció dels immunògens posa en
marxa tot un complex mecanisme de
proliferació i maduració de cèl·lules
immunocompetents i de producció
d’anticossos.
• Aquesta resposta pot ser de dos tipus:
– Resposta immunitària primària.
– Resposta immunitària secundària.
40

41. • Resposta immunitària primària:
– Es produeix davant un primer contacte amb un
determinat antigen.
– Al cap de diversos dies comencen a aparèixer
anticossos a la sang de l’individu infectat i va en
augment exponencial fins arribar a una fase
estacionària després de la qual declina.
– Tipus IgM e IgG.
• Resposta immunitària secundària:
– També anomenada memòria immunològica.
– Quan una persona es veu exposada a un mateix
antigen, es produeix una resposta més ràpida, més
específica i en major concentració que l’anterior.
– Tipus IgG.
41

42. 4.1.1. Teoria de la selecció clonal
• Teoria que explica la formació dels limfòcits B.
• Aquestes cèl·lules tenen receptors que s’han performat
abans d’entrar en contacte amb l'antigen.
• Davant l’entrada dels antígens, les cèl·lules amb
receptors específics són seleccionades entre un
immens repertori de cèl·lules amb diferents receptors i,
s’estimula la proliferació.
• Aquesta activació fa que aquest limfòcit es divideixi
ràpidament i es diferencií per produir un clon de
cèl·lules de memòria i un altre de cèl·lules
formadores d’anticossos (plasmàtiques).
• Aquestes cèl·lules de memòria circulen per la sang i
òrgans limfoides secundaris, per això detecten de
seguida una nova reinfecció.
42

43. 43

44. 4.2. Reacció antigen-anticòs
• Quan un anticòs reconeix un antigen, s’uneix a
ell mitjançant enllaços de Van der Waals, forces
hidrofòbiques o iòniques. Aquesta reacció
s’anomena antigen-anticòs.
• Aquesta unió es du a terme entre les cadenes
variables de les cadenes L i H de l’anticòs i els
determinants antigènics.
• Mai s’estableixen enllaços covalents, per lo que
l’acció es reversible.
• Aquesta reacció es desplaça cap un costat o
l’altre segons les relacions que hi hagi d’antigen
i d’anticossos i de la intensitat de la reacció.
44

45. Ag (antigen) + Ac (anticòs) ↔ AgAc (complex antigen-anticòs)
45

46. • L’afinitat d’un anticòs ve determinada per
les interaccions que s’estableixen amb
l’antigen i el determinant antigènic.
• Un anticòs només s’uneix amb l’antigen
pel qual és afí.
46

47. 4.2.1. Reacció de precipitació
• Si els antígens són
macromolècules
solubles amb diversos
determinants, els
anticossos lliures al
plasma s’uneixen
formant complexos
tridimensionals.
47

48. 4.2.2. Reacció d’aglutinació
• Quan els anticossos reaccionen amb antígens
de superfície de bacteris o altres molècules
poden formar agregats.
• Antígens que provoquen reacció d’aglutinació
s’anomenen aglutinògens i els seus anticossos
específics aglutinines.
48

49. 4.2.3. Reacció de neutralització
• Reacció que es dóna principalment amb els
virus.
• Consisteix en la disminució de la capacitat
infectant del virus en unir-se els anticossos amb
els determinants antigènics de la càpsula vírica.
• Aquesta reacció és reversible, és a dir, els virus
poden tornar a activar-se.
49

50. 4.2.4. Reacció d’opsonització
• Un microorganisme
recobert per
anticossos és més
fàcilment reconegut
pels macròfags i serà
fagocitat més
àvidament.
• Els microorganismes
marcats amb
anticossos es diu que
estan opsonizats.
50

51. 4.3. Sistema del complement
• Ajuda i estimula els mecanismes de
resposta immunitària.
• Format per una vintena de proteïnes
plasmàtiques (globulines) que sempre
estan presents al plasma.
• Reaccionen davant una gran varietat de
complexos antigen-anticòs i provoquen la
lisi dels microorganismes amb complexos
antigen-anticòs adherits.
51

52. 4.4. Interferó
• Conjunt de petites proteïnes plasmàtiques
produïdes per limfòcits T, per natural killers,
leucòcits o fibroblasts.
• Interfereixen en la replicació dels virus a
l’interior de les cèl·lules.
• Interferó α i β: s’alliberen quan els leucòcits i
fibroblasts queden infectats per virus.
Produeixen proteïnes antivíriques que
bloquejaran la replicació dels virus.
• Interferó γ: produïts per limfòcits T i cèl·lules
citocides sanes quan són sensibilitzades per
antígens estranys de virus.
52

53. 53

54. Resum punt 4
54