Inmunología

3.- Con referencia a las infecciones en el ser humano:

a) Indique la importancia de los órganos linfoides primarios poniendo dos ejemplos (0,5 puntos).

SOL. Constituyen los órganos donde se forman las células del sistema inmune. Son la médula ósea y el timo.

*Médula ósea. Se encuentra en el interior de los huesos cortos y planos, y en la zona esponjosa de los huesos largos. Tiene capacidad hemopoyética, lo que significa que en su interior aparecen células madre, indiferenciadas, pluripotentes, capaces de originar células que fluyen por la sangre. En ella se forman células como los linfocitos, los macrófagos o los monocitos.

*Timo. Se encuentra en la zona superior del tórax. Es un órgano que reduce mucho su tamaño después de los 7 primeros años de vida. Formarán los linfocitos T, que migran hacia la sangre a través de los vasos linfáticos.

b) Nombre la función de los órganos linfoides secundarios poniendo dos ejemplos (0,5 puntos).

SOL. Forman el lugar donde las células del sistema inmunitario terminan su diferenciación o bien se activan produciendo la respuesta inmune. Son el bazo y los ganglios linfáticos.

*Bazo. Situado en la zona abdominal, por detrás del estómago. Filtra la sangre y captura y destruye los eritrocitos viejos, que han perdido o mermado su capacidad de transportar oxígeno. Además, en él se encuentran los linfocitos t y B, que se activan en presencia de antígenos.

*Ganglios linfáticos. Se encuentran repartidos por todo el sistema circulatorio linfático. Estos órganos filtran la linfa, presentando los antígenos a los linfocitos B y T (que poseen también), con la siguiente activación de estas células.

c) Explique en qué consiste la inflamación, qué puede provocarla y los síntomas que produce (1 punto).

SOL. La reacción inflamatoria es una reacción local provocada por la penetración de gérmenes patógenos (en una herida, por ejemplo), en la que participan la piel, el tejido conjuntivo, los vasos sanguíneos y determinados componentes del sistema inmunitario.

Los síntomas característicos de la inflamación son: rubor (enrojecimiento de la zona), calor (aumenta la temperatura), tumor (se endurece) y dolor (las terminaciones nerviosas de la zona se vuelven más sensibles y aparece un dolor sordo).

Su finalidad consiste en aislar y destruir los gérmenes patógenos y reparar los daños causados por éstos.

5.- a) En relación a los linfocitos T y B, indique su origen y tipo de inmunidad en la que participan. (4)

SOL. Todos los linfocitos proceden de células madres hematopoyéticas localizadas en la médula ósea, a partir de las cuales se originan los linfoblastos y el resto de las células de la sangre. Posteriormente, los linfoblastos experimentan un proceso de maduración en ambientes microquímicos específicos.

En el caso de los linfocitos T, proceden de linfoblastos pre-T de la médula ósea que migran al timo, donde tiene lugar el proceso de maduración.

En el caso de los linfocitos B, proceden de linfoblastos pre-B localizados hacia las 8-9 semanas de gestación en el hígado fetal y que más tarde aparecen en la médula ósea, donde maduran.

Tipo de inmunidad en la que participan.

Los linfocitos T están relacionados con la respuesta celular, es decir, destruyen a los microorganismos portadores de dicho antígeno, y a las células propias en caso de estar infectadas por ellos.

Los linfocitos B están relacionados con la respuesta humoral, basada en la síntesis de anticuerpos y en su liberación al torrente sanguíneo. Los anticuerpos se extienden por el cuerpo y se unen con el antígeno inductor de su producción, desencadenando una serie de mecanismos que terminan con la destrucción del agente infectivo. 

b) Indique los diferentes tipos de linfocitos T y su función. (3)

SOL. Linfocitos T_H, colaboradores o auxiliares.

Son los que actúan en primer lugar, activando otros linfocitos. Son por tanto los responsables del desencadenamiento de la respuesta inmunitaria, aunque no se activan hasta que una célula presentadora de antígeno (un macrófago, por ejemplo) les muestra el antígeno procedente del agente infeccioso.

Linfocitos T_C, citotóxicos.

Destruyen las células extrañas portadoras del antígeno específico o las células propias que hayan sido infectadas, especialmente por virus, y contengan dicho antígeno. 

También son responsables de la hipersensibilidad retardada y del rechazo de los injertos.

En todos los casos se produce la muerte celular por contacto directo con las células diana a las que se fijan.

Linfocitos T_S, supresores.

Se encargan de detener la acción de los linfocitos T_H colaboradores cuando el antígeno ha sido destruido.

*Linfocitos NK, o asesinos. Su actividad citotóxica es menos específica que la de los T_C, pues no necesitan la cooperación de los macrófagos, y suelen actuar preferentemente sobre las células tumorales y otras células que resultan infectadas por agentes víricos. Constituyen las defensas naturales contra el cáncer.

c) Defina los siguientes términos: Opsonización, determinante antigénico, sueroterapia. (3)

SOL. Opsonización. Es un tipo de interacción antígeno-anticuerpo. Consiste en un proceso de aglutinación de agentes patógenos, provocado por proteínas plasmáticas, inmunoglobulinas, etc., que culmina con la destrucción por fagocitosis de los agentes patógenos.

Determinante antigénico. También conocido como epítopo. Es la zona donde el antígeno se une al anticuerpo.

*No confundir con el término parátopo, que son los sitios activos del anticuerpo, responsable del reconocimiento del determinante antigénico.

Sueroterapia. También conocida como inmunización pasiva. Consiste en la administración de anticuerpos contra los agentes causantes de las infecciones.

5.- Imagine que un antígeno A penetra en una persona produciéndose en esta un anticuerpo anti-A. Respecto al anticuerpo indique:

a) ¿Qué tipo celular lo produce? (1)

SOL. Los linfocitos B.

b) ¿Qué tipo de molécula es y cuál es su estructura? (2)

SOL. Los anticuerpos son proteínas de la familia de las inmunoglobulinas.

Estructura:

Las moléculas de anticuerpo más sencillas tienen forma de Y, y contienen cuatro cadenas polipeptídicas: dos cadenas ligeras (L) y dos cadenas pesadas (H), que se mantienen unidas entre sí gracias a unos puentes disulfuro. Una determinada molécula de anticuerpo contiene, siempre, dos cadenas ligeras idénticas y dos pesadas también idénticas.

En los vertebrados superiores existen cinco clases diferentes de cadenas pesadas, que caracterizan a cada una de las cinco clases de inmunoglobulinas presentes en ellos: IgG, IgM, IgA, IgD e IgE. Además, tienen dos tipos de cadenas ligeras, que pueden asociarse con cualquiera de las cadenas pesadas.

Cuando se comparan las secuencias de aminoácidos de las cadenas tanto ligera como pesada se comprueba que ambas presentan una secuencia variable (color naranja) en su extremo amino terminal, y una secuencia constante (color verde) en su extremo carboxilo terminal.

Las regiones constantes son las responsables de las diversas actividades biológicas de los anticuerpos: retención de los receptores, fijar el complemento, se unen a células fagocíticas y activan su proceso, etc.

Las regiones variables determinan la enorme diversidad de los anticuerpos y constituyen su sitio activo (parátopos), responsable del reconocimiento y unión con el antígeno.

c) ¿Cómo actúa el anticuerpo anti-A frente a su antígeno? (3)

SOL. En presencia de un antígeno, los linfocitos B se transforman en células plasmáticas, que serán las que produzcan los anticuerpos. Entonces los anticuerpos liberados a la circulación sanguínea se extienden por el cuerpo y se unen con el antígeno inductor de su producción, desencadenándose una serie de mecanismos que terminan con la destrucción del agente infectivo. Destacar que en esta acción coopera el sistema del complemento, que ayuda a destruir al patógeno.

*Se destaca las siguientes interacciones antígeno-anticuerpo:

-   Neutralización: se anula la actividad de ciertos patógenos simplemente mediante su unión con ellos.

-   Aglutinación: algunos anticuerpos pueden unirse a varias moléculas de antígenos de superficie y provocar su aglutinación, las cuales son reconocidas fácilmente por el sistema del complemento, los macrófagos o las células NK, los cuales se encargarán de su destrucción.

-   Precipitación: los anticuerpos pueden formar precipitados de antígenos libres, de manera que la precipitación impide la actividad de estos antígenos y, además favorecen su eliminación.

-   Opsonización: proceso de aglutinación de agentes patógenos, provocado por proteínas plasmáticas, inmunoglobulinas, etc., que culmina con la destrucción por fagocitosis de los agentes patógenos.

d) ¿Qué son anticuerpos monoclonales? (2)

SOL. Un antígeno suele contener diversos determinantes antigénicos, por lo que el contacto de un antígeno con el sistema inmunitario de un organismo estimula la producción de muchos anticuerpos distintos. Esta mezcla de anticuerpos se denomina anticuerpos policlonales o antisuero.

En 1976 el inmunólogo César Milstein desarrolló una técnica que permite la obtención de anticuerpos monoclonales, es decir, anticuerpos que se unen a un único determinante antigénico de la molécula del antígeno.

*Los anticuerpos monoclonales se utilizan para identificar un antígeno particular entre una mezcla de muchos antígenos, con el objetivo de identificar grupos sanguíneos o lograr vacunas muy específicas y efectivas. Una de las aplicaciones de los anticuerpos monoclonales es su utilización en el diagnóstico y el tratamiento del cáncer.

e) ¿De qué tipo de respuesta inmunitaria se trata en este caso concreto? Razone la respuesta (2)

SOL. Se trata de una respuesta humoral, es decir, la basada en la síntesis de anticuerpos.

*La respuesta celular, mediada por los linfocitos T, destruye a los microorganismos portadores de dicho antígeno, y a las células propias en caso de estar infectadas por ellos.

3.- Con relación a la respuesta inmune:

a) Explique qué es necesario hacer ante una herida con posible contagio por Clostridium tetani (0,5 puntos).

SOL. El tétanos es una enfermedad grave provocada por la toxina que libera una determinada bacteria. La población infantil sana es vacunada con una anatoxina, que es la toxina desnaturalizada, que, sin embargo, mantiene el poder antigénico. Este mecanismo es preventivo, ya que el sistema inmune ha sido activado. Si la bacteria o la toxina se ponen en contacto con el niño, serán destruidos antes de que lleguen a producir la enfermedad.

Por el contrario, en la población adulta, se parte de la idea de que el individuo está desprotegido; nunca se tiene la certeza de que se haya producido una vacunación eficiente. En estos casos, si se cree que el paciente ha entrado en contacto con el antígeno, se administra un suero con inmunoglobulinas específicas, que tiene un periodo de actuación de 15 días.

b) Razone por qué se vacuna a los bebés frente a determinadas enfermedades (0,5 puntos).

SOL. Para contestar a esta pregunta tenemos que razonar en qué consiste la respuesta inmune primaria y la secundaria.

La respuesta inmune primaria es la que se produce en el organismo después del primer contacto con el antígeno. La respuesta secundaria, por el contrario, es la que se desencadena después de que el organismo entra de nuevo en contacto con un antígeno que ya desencadenó en él una respuesta primaria.

En la respuesta primaria, tras un período de latencia de 1 ó 2 semanas se empiezan a formar anticuerpos que aparecen en la sangre y cuya concentración aumenta de forma exponencial hasta alcanzar un máximo a partir del cual comienza a decrecer hasta su desaparición del plasma.

En la respuesta secundaria el período de latencia es mucho más corto, es decir, la respuesta es más rápida y por lo tanto el tiempo que el organismo tarda en comenzar a producir los anticuerpos es mucho menor. Además, en la respuesta secundaria la cantidad de anticuerpos que se producen es mucho mayor que en la respuesta primaria y su duración en el plasma sanguíneo también es bastante mayor, pudiendo persistir durante varios años. Por lo tanto podemos decir que la respuesta inmune secundaria es más rápida, más intensa y más duradera que la respuesta primaria. La respuesta inmune secundaria, se produce gracias a la existencia de células con memoria, estas células son estirpes de linfocitos B y T que, después de la activación debida al primer contacto con el antígeno, se transforman en células de larga duración que guardan el recuerdo molecular del antígeno. Esto permite una rápida e intensa respuesta en el caso de que se produzca un nuevo contacto con dicho antígeno.

c) Explique dos de las diferencias entre suero y vacuna (0,5 puntos).

SOL. Las vacunas contienen antígenos del agente infeccioso. A veces el antígeno es el propio microorganismo muerto o debilitado. Otras veces consiste en toxinas bacterianas inactivadas. En ambos casos, la vacuna estimula al organismo para que se produzca anticuerpos y células de memoria. Esto quiere decir que la persona estará inmunizada frente a infecciones futuras.

Por otro lado, el suero contiene anticuerpos contra un determinado agente infeccioso, que han sido sintetizados por otro individuo inmune a la enfermedad. En este caso no hay células de memoria. El suero es efectivo inmediatamente después de la inyección, pero dura poco tiempo, ya que los anticuerpos son destruidos por el sistema inmunitario del organismo que los recibe.

d) Ponga un ejemplo de uso de suero y otro de vacuna ante determinadas infecciones (0,5 puntos).

SOL. Ejemplos de vacunación. A los menores de dos años se les vacuna por ejemplo de la hepatitis B, del neumococo, sarampión y rubeola, etc.

Todos los años antes de empezar el invierno también se suele vacunar del virus de la gripe a los grupos con mayor riesgo como ancianos, personas con algún tipo de enfermedad, etc.

Un ejemplo de uso de suero es la que adquiere el recién nacido gracias a la captación, a través de la placenta (en la etapa fetal) o de la leche (en la etapa de lactancia) de los anticuerpos procedentes de la madre.

5.- En relación al sistema inmune:

a) Explique la naturaleza y estructura de los anticuerpos y cite dos ejemplos. (4)

SOL. La naturaleza y estructura de los anticuerpos está explicado en una pregunta anterior. En cuanto a los ejemplos, tenemos cinco clases de anticuerpos denominados IgG, IgM, IgA, IgD e IgE.

b) En qué tipo de respuesta inmunitaria participan los anticuerpos. (2)

SOL. En la respuesta inmune primaria los anticuerpos que se producen son las inmunoglobulinas M (IgM), mientras que en la respuesta secundaria los anticuerpos que se sintetizan son las inmunoglobulinas G (IgG) y A (IgA).

*De una manera más específica podemos decir que:

-   IgG: se localiza únicamente en el suero. Es la primera que aparece en la respuesta inmunitaria primaria, y activan el sistema del complemento, el cual inicia un ataque bioquímico que mata al microorganismo.

-   IgM: es la más abundante. Se localiza tanto en el suero como en los fluidos intersticiales del organismo. Se  produce en grandes cantidades durante las respuestas inmunitarias secundarias. Además de activar el complemento, es capaz de unirse a receptores de células fagocíticias. También pueden atravesar la placenta y proporciona defensa al recién nacido.

-   IgA: la más abundante en las secreciones seromucosas (saliva, lágrimas, etc.), luego es importante en la defensa de las superficies corporales en contacto con el exterior.

-   IgD: aparece únicamente en la superficie de los linfocitos B, donde actúan como receptores antigénicos del tipo BCR.

-   IgE: la más abundante en las infecciones e infestaciones parasíticas, desencadenando la reacción inflamatoria y activando los glóbulos blancos denominados eosinófilos. También tienen un papel importante en las manifestaciones clínicas de las reacciones alérgicas.

c) Explique qué es la inmunidad artificial pasiva. (2)

SOL. Es la que se adquiere al inocular al individuo un antisuero que contiene anticuerpos contra un determinado agente infeccioso, que han sido sintetizados por otro individuo inmune a la enfermedad.

Recuerda que un antisuero se consigue inyectando el antígeno en un animal (en este caso suele ser un caballo), luego se espera hasta que el animal produce anticuerpos específicos contra dicho antígeno y, finalmente, se obtiene el suero.

Este tipo de inmunidad es efectiva inmediatamente después de la inyección del antisuero, pero dura poco tiempo, ya que los anticuerpos son destruidos por el sistema inmunitario del organismo que los recibe.

d) Defina inmunodeficiencia y enfermedad autoinmune. (2)

SOL. Las inmunodeficiencias son situaciones patológicas en las que el sistema inmunitario, o alguno de sus elementos, no funcionan o lo hace de forma incorrecta. Las inmunodeficiencias primarias están originadas por factores propios de las células inmunitarias, generalmente por defectos hereditarios. Por otro lado, las secundarias están producidas por factores externos, como las radiaciones, la desnutrición, los fármacos o algunas infecciones. Entre estas últimas, la más importante es el SIDA.

Enfermedad autoinmune. Son aquellas en las que el organismo sufre un desorden inmunitario en el que la respuesta inmune va dirigida contra el propio cuerpo. En estas ocasiones falla el reconocimiento de lo propio frente a lo extraño, reaccionando los mecanismos de defensa contra el propio organismo que los alberga. Debido a factores ambientales o a una predisposición genética, los linfocitos B o T, o ambos a la vez, reaccionan destruyendo las células del cuerpo, bien por acción de los anticuerpos, bien directamente por los linfocitos T. Aunque el origen de estas enfermedades no se conoce con total seguridad, se ha comprobado que en algunas ocasiones la enfermedad autoinmune se origina después de una infección banal. Este hecho ha llevado a sospechar que el parecido entre los antígenos de superficie de algunas células (autoantígenos) y los de bacterias y virus sea la causa que desencadena la respuesta autoinmune.

3.- Observe el esquema en el que se representa la respuesta de un glóbulo rojo humano a los cambios de osmolaridad del medio extracelular. El número uno es la situación normal en el torrente sanguíneo.

a) Indique que ha ocurrido en las situaciones 2 y 3. ¿Qué tipo de medio rodea a cada una de estas células?

SOL. En la situación 2 los eritrocitos están hinchados y llega un momento en el que uno de ellos estalla, proceso conocido como hemólisis. Esto es debido a que se encuentra en un medio hipotónico, es decir, los líquidos tisulares que los rodean tienen menor concentración de solutos. Es por ello que el agua tiende a pasar al protoplasma interior de los eritrocitos y éstos se hinchan, se vuelven turgentes y llegan incluso a estallar.

La situación 3 es justo la contraria. Los eritrocitos han perdido agua y están encogidos, proceso que se denomina crenación. Esto es debido a que se encuentra en un medio hipertónico, es decir, los líquidos tisulares que los rodean tienen mayor concentración de solutos. Es por ello que el agua tiende a pasar del protoplasma interior de los eritrocitos al líquido tisular y, como consecuencia, las células pierden agua, se deshidratan y mueren.

b) Explique cuál es el papel de la membrana plasmática en este proceso.

SOL. La membrana plasmática de la célula puede considerarse como una membrana semipermeable, es decir, si tenemos dos disoluciones acuosas de distinta concentración, deja pasar el agua (disolvente) a través de ella desde la solución más diluída a la más concentrada. Este proceso es conocido como ósmosis.

El papel entonces de la membrana plasmática es el de crear ese equilibrio osmótico entre células y los líquidos tisulares que la bañan, que de no existir, podría llevar a la muerte celular como hemos visto en el apartado a.

5.- La siguiente gráfica describe un proceso llevado a cabo por nuestro sistema inmune:

a) ¿Cómo se llama el proceso representado en la gráfica? Describa lo que ocurre a lo largo del tiempo. No olvide incluir en la descripción qué es un antígeno y qué es un anticuerpo. (4)

SOL. Se trata de una respuesta primaria y secundaria frente a una infección.

El primer contacto con el antígeno (moléculas extrañas al organismo) da lugar a la cooperación celular que genera una respuesta primaria. Esta consiste en una producción de anticuerpos (inmunoglobulinas que se unen al antígeno y lo presentan a las células efectoras del sistema inmune) que, por lo general, resulta insuficiente para impedir la infección. Sin embargo, se imprime en la memoria gracias a la población de linfocitos mnésicos.

Si al cabo del tiempo se produce un segundo contacto con el mismo antígeno, tiene lugar la respuesta secundaria. En ella las fases de cooperación transcurren mucho más rápidamente, se produce mayor cantidad de células plasmáticas y la cantidad de anticuerpos liberada a la sangre es tan elevada que impide la infección.

b) ¿Pertenece a nuestro sistema inmune inespecífico o es un proceso de inmunidad específica? Razone la respuesta. (3)

SOL. Es un proceso de inmunidad específica ya que los linfocitos reconocen específicamente a los gérmenes y a las células infectadas.

Esto es debido a su estructura. Los anticuerpos poseen unas regiones hipervariables que determinan su enorme diversidad y constituyen los sitios activos, que son los responsables del reconocimiento y unión con determinadas regiones de un antígeno concreto.

c) ¿De qué células depende este proceso? (1)

SOL. De los linfocitos B, encargados de la respuesta humoral, basada en la síntesis de anticuerpos.

d) ¿Por qué a los 50 días la concentración de anticuerpos contra el antígeno X es mucho mayor que la concentración de anticuerpos contra el antígeno Y? (2)

SOL. Como hemos explicado en el apartado a, esto es debido a la presencia de linfocitos mnésicos o células de memoria. Estas células guardan el recuerdo del antígeno X que penetró en el cuerpo hace 50 días. Sin embargo, el antígeno Y es nuevo y la célula tienen que pasar previamente por una respuesta primaria.