Sistema inmune adaptativo, Funciones, Los linfocitos, La presentación del antígeno, Los linfocitos T, Los linfocitos B y la producción de anticuerpos, Alternativa adquirió sistema inmune, La memoria inmunológica, Diversidad inmunológica, La inmunidad adquirida durante el embarazo

El sistema inmune adaptativo, también conocido como el sistema de inmunodeficiencia adquirida o, más raramente, ya que el sistema inmune específica, se compone de células, sistémicos altamente especializados y procesos que eliminen o prevenir el crecimiento de patógenos.

Este mecanismo puede ser contrastado con la inmunidad innata en que los receptores de patógenos específicos de la inmunidad innata son codificados en la línea germinal, mientras que los receptores de patógenos específicos de la inmunidad adquirida se adquieren a través de un proceso de expresión somática durante el curso de la vida del organismo. Ambos sistemas inmunes son "adaptación" en el sentido fisiológico y evolutivo de permitir que el organismo se adapte a la evolución de las circunstancias externas. Ambos pueden ser desadaptativos en el sentido de que el exceso de actividad puede conducir a la inflamación patológica y/o autoinmunidad. Los patógenos receptores de mecanismos de inmunidad innata y adquirida son específicos, pero las particularidades de la antigua han evolucionado con el tiempo la evolución de las características moleculares altamente conservadas del mundo microbiano, mientras que las características específicas de este último maduro en cada organismo. Por esta razón, el término adquirido se prefiere generalmente sobre adaptativo o específico.

Ambas mandíbulas y los vertebrados con mandíbulas han adquirido el sistema inmunológico. El primero genera receptores inmunes adquiridas utilizando LRR segmentos variables reordenados basados en el nivel de ADN a través de la actividad de una enzima citosina desaminasa. En contraste, los vertebrados con mandíbulas generan adquirieron receptores inmunes utilizando inmunoglobulina de la familia segmentos variables reordenados relacionados a nivel del ADN a través de recombinasa DAR. El sistema inmune adquirido es activado por el "no específica" y el sistema inmune innato evolutivamente más. La respuesta inmune adquirida proporciona el sistema inmune de los vertebrados con la capacidad de reconocer y recordar patógenos específicos, y para montar ataques más fuertes cada vez que se encuentra el patógeno. Es "variable" en el sentido de que se prepara el sistema inmunológico del cuerpo para los desafíos futuros de la misma o relacionada patógeno. Por el contrario, es "mala adaptación" cuando se traduce en la autoinmunidad.

El sistema es altamente adaptable a causa de hipermutación somática, y recombinación VJ. Este mecanismo permite que un pequeño número de genes para generar un gran número de diferentes receptores de antígenos, que a continuación se expresan únicamente en cada uno de linfocitos individuo. Debido a que el reordenamiento del gen conduce a un cambio irreversible en el ADN de cada célula, toda la progenie de esa célula heredarán entonces los genes que codifican la misma especificidad por el receptor, incluyendo las células B de memoria y células T de memoria que son las claves de larga duración inmunidad específica.

Teoría de la red inmune es una teoría debe principalmente a Niels Kaj Jerne de cómo funciona el sistema inmunológico adquirido, que se basa en las interacciones entre 'idiotipos' y 'antiidiotipos ".

Funciones

La inmunidad adquirida se dispara en los vertebrados cuando un patógeno evade el sistema inmune innato y genera un nivel de umbral de antígeno y genera señales de "peligro" Activación de células dendríticas "extraño" o.

Las principales funciones del sistema inmune adquirida incluyen:

  • el reconocimiento de los antígenos específicos "no autónomos" en la presencia del "yo", durante el proceso de presentación de antígenos.
  • la generación de respuestas que se adaptan al máximo para eliminar patógenos específicos o de células infectadas por patógenos.
  • el desarrollo de la memoria inmunológica, en la que cada patógeno se "recuerda" por una firma anticuerpos o receptores de células T. Estas células de memoria pueden ser llamados para eliminar rápidamente un patógeno debe ocurrir infecciones posteriores.

Los linfocitos

Las células del sistema inmune adquirida son los linfocitos T y B, los linfocitos son un subconjunto de los leucocitos. Las células B y las células T son los principales tipos de linfocitos. El cuerpo humano tiene alrededor de 2 billones de dólares linfocitos, que constituye el 20-40% de las células blancas de la sangre; su masa total es de aproximadamente el mismo que el cerebro o el hígado. La sangre periférica contiene 2% de los linfocitos circulantes, el movimiento resto dentro de los tejidos y el sistema linfático.

Las células B y las células T se derivan de las mismas células madre hematopoyéticas multipotentes, y son morfológicamente indistinguibles una de la otra hasta después de que se activan. Las células B juegan un papel importante en la respuesta inmune humoral, mientras que las células T están íntimamente involucrados en las respuestas inmunes mediadas por células. En todos los vertebrados, excepto Agnatha, células B y células T son producidas por las células madre en la médula ósea. T progenitores emigran de la médula ósea al timo donde se les llama timocitos y en el que se desarrollan en las células T. En los seres humanos, aproximadamente el 1-2% de la piscina de linfocitos recircula cada hora para optimizar las oportunidades de los linfocitos específicos de antígeno para encontrar su antígeno específico dentro de los tejidos linfoides secundarios.

En un animal adulto, los órganos linfoides periféricos contienen una mezcla de células B y T en al menos tres etapas de diferenciación:

  • células ingenuas que han madurado, a la izquierda de la médula ósea o timo, han entrado en el sistema linfático, pero que aún no se han de encontrar su antígeno afín,
  • las células efectoras que han sido activados por el antígeno afín, y participan activamente en la eliminación de un patógeno.
  • células de memoria - los supervivientes de larga duración de las infecciones pasadas.

La presentación del antígeno

La inmunidad adquirida se basa en la capacidad de las células inmunes para distinguir entre las propias células del cuerpo e invasores no deseados. Las células del huésped expresan antígenos de "lo propio". Estos antígenos son diferentes de los de la superficie de las bacterias o en la superficie de las células huésped infectadas por virus. La respuesta inmune adquirida es provocada por el reconocimiento de antígenos extraños en el contexto celular de una célula dendrítica peligro-activado.

Con la excepción de las células no nucleadas, todas las células son capaces de presentar antígeno a través de la función de moléculas de complejo principal de histocompatibilidad. Algunas células están especialmente equipadas para presentar el antígeno, y de activar las células T ingenuas. Las células dendríticas y células B están equipadas con ligandos "co-estimuladoras" especiales reconocidos por los receptores de co-estimuladoras en las células T, y se denominan células presentadoras de antígeno profesionales.

Varios subgrupos de células T pueden ser activadas por las CPA profesionales, y cada tipo de célula T está especialmente equipados para tratar con cada toxina única o patógeno bacteriano y viral. El tipo de célula T activada, y el tipo de respuesta generada depende, en parte, en el contexto en el que la APC encontró por primera vez el antígeno.

Antígenos exógenos

Las células dendríticas fagocitar patógenos exógenos, tales como bacterias, parásitos o toxinas en los tejidos y, a continuación, migrar a través de señales quimiotácticas, a los ganglios linfáticos de células T enriquecidas. Durante la migración, las células dendríticas se someten a un proceso de maduración en el que pierden la mayor parte de su capacidad para engullir otros patógenos y desarrollar una capacidad de comunicarse con las células T. La célula dendrítica utiliza enzimas para cortar el patógeno en pedazos más pequeños, llamados antígenos. En el ganglio linfático, las células dendríticas se mostrará estos antígenos "no propios" en su superficie por ellos acoplamiento a un "auto"-receptor llamado complejo mayor de histocompatibilidad o MHC. Este MHC: complejo antígeno es reconocido por las células T que pasan a través del nodo linfático. Antígenos exógenos general se muestran en las moléculas MHC de clase II, que activan CD4 T helper-células.

Antígenos endógenos

Antígenos endógenos son producidos por reproducción de los virus dentro de una célula huésped. La célula huésped utiliza enzimas para digerir proteínas asociados de forma viral, y muestra estas piezas en su superficie a las células T por ellos acoplamiento a MHC. Antígenos endógenos se muestran típicamente en moléculas de MHC de clase I, y activan las células T CD8 citotóxicas. Con la excepción de las células no nucleadas, MHC de clase I se expresa por todas las células huésped.

Los linfocitos T

Linfocitos T CD8 y citotoxicidad

Las células T citotóxicas son un subgrupo de las células T que inducen la muerte de las células que están infectadas con el virus, o son de otra manera dañado o disfuncional.

Naive células T citotóxicas están activadas cuando su receptor de células T interactúa fuertemente con un MHC de clase I unida a péptido molécula. Esta afinidad depende del tipo y orientación del complejo antígeno/MHC, y es lo que mantiene a la célula infectada CTL y unidas entre sí. Una vez activado, el CTL se somete a un proceso llamado expansión clonal en el que se obtiene la funcionalidad, y divide rápidamente, para producir un ejército de "armado"-células efectoras. Activado CTL viajará por todo el cuerpo en busca de células que llevan ese péptido I MHC clase única.

Cuando se expone a estas células somáticas infectadas o disfuncional, efector CTL de liberación de perforina y granulisina: citotoxinas que forman poros en la membrana plasmática de la célula diana, permitiendo que los iones y el agua fluya dentro de la célula infectada, y causando que se rompa o lisar. CTL de liberación granzima, una serina proteasa que entra en las células a través de los poros para inducir la apoptosis. Para limitar el daño tisular extenso durante una infección, la activación de CTL está estrechamente controlada y por lo general requiere una señal de activación de MHC/antígeno muy fuerte, o señales de activación adicionales proporcionadas por "ayudante" células-T.

Una vez resuelta la infección, la mayoría de las células efectoras morirán y serán eliminados por los fagocitos, pero algunas de estas células se mantendrá como células de memoria. Tras un encuentro posterior con el mismo antígeno, estas células de memoria se diferencian rápidamente en las células efectoras, acortar drásticamente el tiempo necesario para montar una respuesta eficaz.

Las células T Helper

Las células T colaboradoras CD4 linfocitos, o, son mediadores de la respuesta inmune, y desempeñan un papel importante en el establecimiento y la maximización de las capacidades de la respuesta inmune adquirida. Estas células no tienen actividad citotóxica o fagocítica, y no pueden matar las células infectadas o patógenos claras, pero, en esencia, "administrar" la respuesta inmune, por dirección de otras células para llevar a cabo estas tareas.

Las células T colaboradoras expresan receptores de células T que reconocen antígeno unido a moléculas de MHC de clase II. La activación de un ayudante ingenuo de células T provoca que se libere citoquinas, lo que influye en la actividad de muchos tipos de células, incluyendo el APC que la ha activado. Las células T auxiliares requieren un estímulo de activación mucho más suave que las células T citotóxicas. Las células T colaboradoras pueden proporcionar señales adicionales de que "ayuda" se activan las células citotóxicas.

 Th1 y Th2: respuestas de las células T cooperadoras

Dos tipos de respuestas de células T cooperadoras CD4 efectoras pueden ser inducidos por una APC profesional, designadas Th1 y Th2, cada uno diseñado para eliminar diferentes tipos de patógenos. Los factores que determinan si una infección dará lugar a una respuesta de tipo Th1 o Th2 no se entienden completamente, pero la respuesta generada juega un papel importante en el aclaramiento de diferentes patógenos.

La respuesta Th1 se caracteriza por la producción de interferón-gamma, que activa las actividades bactericidas de los macrófagos, e induce las células B a producir anticuerpos opsonizantes y de fijación del complemento, y conduce a "la inmunidad mediada por células". La respuesta de Th2 se caracteriza por la liberación de interleucina 4, lo que resulta en la activación de las células B para que produzcan anticuerpos no neutralizantes citolíticas, dando lugar a "inmunidad humoral". En general, las respuestas Th1 son más eficaces contra los patógenos intracelulares, mientras que las respuestas Th2 son más eficaces contra las bacterias extracelulares incluyendo helmintos, parásitos y toxinas. Al igual que las células T citotóxicas, la mayor parte de las células auxiliares CD4 morirán sobre la resolución de la infección, con una pocas que quedan como células de memoria CD4 .

VIH es capaz de subvertir el sistema inmunológico, atacando las células T, precisamente las células que podrían conducir a la destrucción del virus, sino también las células que la inmunidad contra la unidad de todos los otros agentes patógenos se encontró durante toda la vida de un organismo CD4 .

Un tercer tipo de linfocitos T, las células T reguladoras, límites y suprime el sistema inmune, y pueden controlar las respuestas inmunes aberrantes a auto-antígenos; un mecanismo importante para controlar el desarrollo de enfermedades autoinmunes.

Células T d?

D? Células T poseen un receptor alternativo de células T frente a las células CD4 y CD8 a las células T y comparten características de las células T cooperadoras, células T citotóxicas y las células asesinas naturales. Al igual que otros subconjuntos de células "no convencionales" T con TCR invariante, como CD1d-Restringido células T asesinas naturales, las células? D T presentan características que los colocan en la frontera entre la inmunidad innata y adquirida. Por un lado,? D células T pueden ser considerados un componente de la inmunidad adquirida en el que se reordenan los genes de TCR a través de recombinación VJ, que también produce la diversidad de unión, y desarrollar un fenotipo de memoria. Por otro lado sin embargo, los diversos subconjuntos pueden también ser consideradas como parte del sistema inmune innato en donde un TCR restringido y/o los receptores NK se pueden utilizar como un receptor de reconocimiento de patrones. Por ejemplo, de acuerdo con este paradigma, un gran número de V? 9/Vd2 células T responden en cuestión de horas a moléculas comunes producidas por los microbios y las células T vd1 intraepiteliales altamente restringidos responden al destacado células epiteliales.

Los linfocitos B y la producción de anticuerpos

Las células B son las células principales que participan en la creación de anticuerpos que circulan en el plasma sanguíneo y linfático, conocido como inmunidad humoral. Los anticuerpos, son proteínas grandes y en forma utilizados por el sistema inmunitario para identificar y neutralizar objetos extraños. En los mamíferos existen cinco tipos de anticuerpos: IgA, IgD, IgE, IgG, e IgM, que difieren en las propiedades biológicas, cada uno ha evolucionado para manejar diferentes tipos de antígenos. Tras la activación, las células B producen anticuerpos, cada uno de los cuales reconoce un antígeno único, y neutralizar patógenos específicos.

Al igual que el receptor de células T, las células B expresan un receptor único de células B, en este caso, una molécula de anticuerpo inmovilizado. Todo el BCR de cualquier clon de células B reconoce y se une a un antígeno en particular. Una diferencia crítica entre las células B y las células T es cómo cada célula "ve" un antígeno. Células T reconocen su antígeno cognado en una forma procesada - como un péptido en el contexto de una molécula MHC, mientras que las células B reconocen antígenos en su forma nativa. Una vez que una célula B se encuentra con su antígeno cognado, se diferencia además en una célula efectora, conocida como una célula plasmática.

Las células plasmáticas son de corta vida que secretan anticuerpos. Estos anticuerpos se unen a los antígenos, lo que facilita los objetivos para los fagocitos, y activan la cascada del complemento. Alrededor del 10% de células plasmáticas sobrevivirá para convertirse en células B de memoria específicas de antígeno de larga vida. Ya preparado para producir anticuerpos específicos, estas células pueden ser llamados a responder rápidamente si el mismo patógeno re-infecta el anfitrión, mientras que el huésped experimenta pocas, si alguna, los síntomas.

Alternativa adquirió sistema inmune

Aunque existen las moléculas clásicas del sistema inmune adquirido sólo en vertebrados con mandíbulas, una molécula derivada de linfocitos distinta ha sido descubierto en los vertebrados primitivos sin mandíbula, como la lamprea y lampreas. Estos animales poseen una gran variedad de moléculas llamadas receptores variables de linfocitos que, al igual que los receptores de antígenos de los vertebrados con mandíbulas, se producen a partir de sólo un pequeño número de genes. Estas moléculas se cree que unirse a los antígenos patógenos en una forma similar a los anticuerpos, y con el mismo grado de especificidad.

La memoria inmunológica

 Para más detalles sobre este tema, consulte la inmunidad.

Cuando se activan las células B y las células T algunos se convertirán en células de memoria. A lo largo del curso de la vida de un animal estas células de memoria forman una base de datos de linfocitos B y T eficaces. Tras la interacción con un antígeno encontrado previamente, las células de memoria adecuados se seleccionan y se activan. De esta manera, los segundos y posterior exposición a un antígeno producen una respuesta inmune más fuerte y más rápido. Esto es "adaptativo" porque el sistema inmunológico del cuerpo se prepara para los retos del futuro, sino que es "mala adaptación" por supuesto, si los receptores son autoinmune. La memoria inmunológica puede ser en forma de memoria pasiva a corto plazo o memoria activa de larga duración.

Memoria pasiva

Memoria pasiva es generalmente a corto plazo, que dura entre unos días y varios meses. Los recién nacidos no han tenido una exposición previa a los microbios y son particularmente vulnerables a la infección. Varias capas de protección pasiva se proporcionan por la madre. En el útero, la IgG materna se transporta directamente a través de la placenta, por lo que en el nacimiento, los bebés humanos tienen altos niveles de anticuerpos, con la misma gama de especificidades antigénicas como su madre. La leche materna contiene anticuerpos que se transfieren al intestino del bebé, la protección contra las infecciones bacterianas, hasta que el recién nacido puede sintetizar sus propios anticuerpos.

Esta es la inmunidad pasiva porque el feto en realidad no hace ninguna celdas de memoria o anticuerpos: Sólo les pide prestado. Inmunidad pasiva a corto plazo también puede ser transferida artificialmente de una persona a otra a través de suero rico en anticuerpos.

Memoria Activa

La inmunidad activa es generalmente a largo plazo y puede ser adquirida por la infección seguido por las células B y las células T de activación, o adquirido artificialmente por las vacunas, en un proceso llamado inmunización.

 Inmunización

Históricamente, las enfermedades infecciosas ha sido la principal causa de muerte en la población humana. Durante el siglo pasado, dos factores importantes han sido desarrolladas para combatir su propagación, el saneamiento y la inmunización. La inmunización es la inducción deliberada de una respuesta inmune, y representa la única manipulación más eficaz del sistema inmune que los científicos han desarrollado. Las vacunas son éxito porque utilizan especificidad natural del sistema inmune, así como su capacidad de inducción.

El principio detrás de la inmunización es la introducción de un antígeno, derivada de un organismo causante de la enfermedad, que estimula el sistema inmunológico para desarrollar inmunidad protectora contra ese organismo, pero que no provoca por sí misma los efectos patógenos de ese organismo. Un antígeno, se define como cualquier sustancia que se une a un anticuerpo específico y provoca una respuesta inmune adaptativa.

La mayoría de las vacunas virales están basadas en virus vivos atenuados, mientras que muchas vacunas bacterianas se basan en componentes acelulares de microorganismos, incluyendo componentes de la toxina inofensivos. Muchos antígenos derivados de las vacunas acelulares no inducen fuertemente una respuesta adquirida, y la mayoría de las vacunas bacterianas requieren la adición de adyuvantes que activan la células presentadoras de antígeno del sistema inmune innato para potenciar la inmunogenicidad.

Diversidad inmunológica

La mayoría de las moléculas grandes, como casi todas las proteínas y muchos polisacáridos, pueden servir como antígenos. Las partes de un antígeno que interactúan con una molécula de anticuerpo o un receptor de linfocitos, se denominan epítopes. La mayoría de los antígenos contienen una variedad de epítopos y pueden estimular la producción de anticuerpos, respuestas de células T específicas, o ambos.

Una proporción muy pequeña de los linfocitos totales son capaces de unirse a un antígeno particular, lo que sugiere que sólo unas pocas células responderán a cada antígeno.

Para la respuesta adquirida para "recordar" y eliminar un gran número de patógenos del sistema inmunológico debe ser capaz de distinguir entre muchos antígenos diferentes, y los receptores que reconocen antígenos debe ser producido en una gran variedad de configuraciones, esencialmente un receptor para cada diferente patógeno que pudiera presentarse nunca. Incluso en ausencia de estimulación de antígeno, un ser humano es capaz de producir más de 1 billón de moléculas de anticuerpos diferentes. Millones de genes se requieren para almacenar la información genética utilizada para producir estos receptores, pero, todo el genoma humano contiene menos de 25.000 genes.

Este gran número de receptores se produce a través de un proceso conocido como selección clonal. De acuerdo con la teoría de la selección clonal, al nacer, un animal va a generar aleatoriamente una vasta diversidad de los linfocitos de la información codificada en una pequeña familia de genes. Con el fin de generar cada receptor de antígeno único, estos genes se han sometido a un proceso llamado recombinación VJ, o la diversificación combinatoria, en la que uno se recombina segmento del gen con otros segmentos de genes para formar un solo gen único. Es este proceso de montaje que genera la enorme diversidad de receptores y anticuerpos, antes de que el cuerpo nunca se encuentra con antígenos, y permite que el sistema inmune para responder a una diversidad casi ilimitada de antígenos. A lo largo del curso de la vida de un animal, los linfocitos que pueden reaccionar contra los antígenos de un animal tropieza en realidad, serán seleccionados para la acción, dirigido contra cualquier cosa que expresa ese antígeno.

Es importante tener en cuenta que las porciones innatos y adquiridos del sistema inmune trabajan en conjunto y no a pesar de uno al otro. El brazo adquirida, las células T y B, no podría funcionar sin el aporte del sistema innato. Las células T son inútiles sin células presentadoras de antígeno para activar ellos, y las células B están paralizados sin la ayuda de células T. Por otro lado, el sistema innato probable sería invadido con patógenos sin la acción especializado de la respuesta inmune adquirida.

La inmunidad adquirida durante el embarazo

La piedra angular del sistema inmune es el reconocimiento del "yo" frente a "no-yo". Por lo tanto, los mecanismos que protegen al feto humano de un ataque por el sistema inmune, son particularmente interesantes. Aunque hay una explicación completa ha surgido para explicar este misterioso ya menudo repetida, la falta de rechazo, dos motivos clásicos que pueden explicar cómo se tolera el feto. El primero es que el feto ocupa una porción del cuerpo protegido por una barrera no inmunológico, el útero, que el sistema inmunológico no patrullan rutinariamente. El segundo es que el propio feto puede promover la inmunosupresión local en la madre, tal vez por un proceso de agotamiento de los nutrientes activo. Una explicación más moderna para esta inducción de la tolerancia es que las glicoproteínas específicas expresadas en el útero durante el embarazo suprimen la respuesta inmune uterina.

Durante el embarazo en los mamíferos vivíparos, los retrovirus endógenos se activan y producen en grandes cantidades durante la implantación del embrión. Son conocidos actualmente poseer propiedades inmunosupresoras, lo que sugiere un papel en la protección del embrión a partir del sistema inmune de la madre. También las proteínas de fusión virales parecen ser causa de la formación del sincitio placenta con el fin de limitar el intercambio de células migratorias entre el desarrollo del embrión y el cuerpo de la madre. La acción inmunosupresora fue el comportamiento normal inicial del virus, similar al VIH. Las proteínas de fusión fueron una manera de transmitir la infección a otras células por simplemente la fusión con el infectado. Se cree que los antepasados de los mamíferos vivíparos modernos evolucionaron después de una infección por este virus, lo que permite que el feto para sobrevivir el sistema inmunitario de la madre.

El proyecto del genoma humano ha encontrado varios miles de ERV clasificadas en 24 familias.