Sección 7. Biología de los animales

AUTOEVALUACIÓN - Capítulo 45. Homeostasis III: La respuesta inmune

Cuestionario:

1. Distinga entre los siguientes términos: granulocitos/monocitos/linfocitos; linfocito B/linfocito T; antígeno/anticuerpo/receptor de linfocito T; cadena liviana del anticuerpo/cadena pesada del anticuerpo; cadena alfa del receptor del linfocito T/cadena beta del receptor del linfocito T; molécula CD4/molécula CD8; antígenos CMH/grupos sanguíneos AB0/factor Rh; antígenos CMH de clase I/antígenos CMH de clase II.
2. Describa el ciclo evolutivo de un linfocito B, comenzando con la célula precursora en la médula ósea y terminando con un clon de células plasmáticas y un clon de células de memoria. Incluya sus interacciones con otros tipos de glóbulos blancos.
3. Describa el ciclo evolutivo de un linfocito T citotóxico, comenzando con una célula precursora en la médula ósea y terminando con un clon de células activas y un clon de células de memoria. Incluya sus interacciones con otros tipos de glóbulos blancos.
4. Explique las funciones de los macrófagos en las respuestas inmune e inflamatoria. ¿De qué manera estas células constituyen el enlace esencial entre la respuesta inflamatoria y la respuesta inmune?
5. ¿Qué característica prominente de la estructura de un virus lo hace más susceptible que una célula bacteriana a ser controlado por la vacunación?
6. Una temprana hipótesis acerca de la formación de anticuerpos, la teoría instructiva, proponía que el anticuerpo se moldeaba en su configuración especial al encontrarse con el antígeno. Desde entonces, los datos acerca de la estructura de las proteínas han invalidado este modelo. ¿Cuáles son estos datos?
7. Prediga los resultados del siguiente experimento: un ratón de la cepa A recibe un injerto de piel de otro ratón de la cepa A y uno de un ratón de la cepa B. Dos semanas después, el mismo ratón es injertado con piel de la cepa B y de la cepa C. ¿Cuáles serán los destinos de estos injertos?
8. Si usted tiene el tipo sanguíneo 0 y ninguno de sus padres lo es, ¿cuáles son sus genotipos posibles? ¿Cuál es la probabilidad de que uno de sus hermanos sea también de tipo 0? (Le será útil revisar el uso de los tableros de Punnett, capítulo 12 del libro).
9. Aunque nunca puede probarse que alguien sea el padre de un niño en particular, es posible probar que alguien no lo es. Llene el cuadro que aparece más abajo para mostrar cómo puede ocurrir esto. En el famoso caso de la paternidad de Charlie Chaplin, en 1940, la sangre del niño era B. La sangre de la madre era A y la sangre de Chaplin 0. Si usted hubiese sido el jurado, ¿cómo hubiera resuelto este caso?⁽¹⁾
   
   

   Fenotipos de los padres	Hijos posibles	Hijos no posibles
   A, A
   A, B
   A, AB
   A, 0
   B, B
   B, AB
   B, 0
   AB, AB
   AB, 0
   0, 0

Respuestas:

1.Distinga entre los siguientes términos: granulocitos/monocitos/linfocitos; linfocito B/linfocito T; antígeno/anticuerpo/receptor de linfocito T; cadena liviana del anticuerpo/cadena pesada del anticuerpo; cadena alfa del receptor del linfocito T/cadena beta del receptor del linfocito T; molécula CD4/molécula CD8; antígenos CMH/grupos sanguíneos AB0/factor Rh; antígenos CMH de clase I/antígenos CMH de clase II.

Los granulocitos son el grupo más grande de los glóbulos blancos sanguíneos, y constituyen entre el 50 y el 70% del total. Obtienen su nombre de las inclusiones granulares que poseen. De acuerdo a sus propiedades para tomar las tinciones estas células pueden clasificarse como neutrófilas, eosinófilas y basófilas. Los granulocitos juegan un rol importante en la respuesta inflamatoria. Los monocitos son un pequeño grupo de células circulantes que pertenecen al grupo de glóbulos blancos. Los monocitos, en respuesta a los compuestos químicos liberados por las células bacterianas y por las células corporales dañadas, se transforman en macrófagos. Los macrófagos son grandes células fagocíticas que consumen todo tipo de partículas extrañas, y que también juegan un rol importante al presentar antígenos extraños a los linfocitos B y a los linfocitos T colaboradores. Los linfocitos constituyen un gran grupo dentro de los glóbulos blancos (20 a 40% del total), y son los efectores de la respuesta inmunológica. Todos estos grupos de células, como así también los glóbulos rojos sanguíneos, son la progenie de las células que se autoregeneran en la médula de los huesos.

Un linfocito B es un tipo de glóbulo blanco que se diferencia en la médula del hueso, circula en el torrente sanguíneo, y cuando es estimulado por el antígeno apropiado es capaz de transformarse en una célula productora de anticuerpos en el plasma. Un linfocito T es un glóbulo blanco que se diferencia en el timo y participa en la respuesta inmunológica mediada por células. Diferentes tipos de linfocitos T están involucrados en la destrucción citotóxica de las células infectadas, en la activación de los linfocitos B y de las células T citotóxicas, y en la supresión de la actividad de los linfocitos B y T.

Un antígeno es una sustancia, tal como una proteína o un polisacárido extraño, que dispara una respuesta inmunológica, incluyendo la producción de anticuerpos. Un anticuerpo, o inmunoglobulina, es una proteína globular con forma de Y. Es sintetizado por un linfocito B, y es capaz de ligar antígenos de estructura tridimensional con sus propios dos sitios de unión. Una célula receptora T es una molécula superficial de un linfocito T capaz de unir un antígeno de estructura tridimensional con el sitio de unión del receptor, siempre que el antígeno CMH Clase I o II apropiado se encuentre presente.

Una molécula de anticuerpo está formada por cuatro cadenas polipeptídicas (dos copias de una cadena corta y liviana, y dos copias de una cadena larga y pesada). Cada una de las cadenas contiene una región variable y una región constante. Las moléculas de anticuerpo tienen dos sitios de unión para los anticuerpos. Cada uno de los sitios de unión está formado por la región variable de una de las cadenas cortas y por la región variable de una de las cadenas largas. Las regiones constantes permiten diferenciar las 5 clases de anticuerpos.

Un receptor T consta de dos cadenas polipeptídicas. Una de ellas es rica en aminoácidos ácidos (cadena alfa del receptor del linfocito T) y la otra en aminoácidos básicos (cadena beta del receptor del linfocito T). Cada cadena tiene una región variable y una región constante. El sitio de unión del receptor está formado por las regiones variables de las dos cadenas.

Una molécula T4 (también conocida como molécula CD4) es una glucoproteína que se encuentra en la superficie de los linfocitos T colaboradores, y que identifica a esas células como una población distinta. Trágicamente, la molécula T4 es complementaria a las moléculas de la superficie del virus del HIV, para el cual funciona como receptor. Una molécula T8 (también conocida como molécula CD8) es una glucoproteína que se encuentra en la superficie de las células T citotóxicas y de las células T supresoras, y que las identifican como una población distinta.

Los antígenos CMH son glucoproteínas determinadas genéticamente que se encuentran en la superficie de todas las células nucleadas del cuerpo, y que permiten la autoidentificación. Los grupos sanguíneos AB0 son el resultado de antígenos genéticamente determinados que pueden estar presentes o ausentes en la superficie de los glóbulos rojos (los cuales en su madurez carecen de núcleo), y de los anticuerpos naturales en el plasma. El factor Rh es otro antígeno determinado genéticamente que puede o no estar presente en los glóbulos rojos. Las transfusiones o transplantes de tejidos que contengan un factor Rh “ajeno” generan respuestas inmunológicas.

Los antígenos CMH Clase I, que se encuentran en las células nucleadas en todo el cuerpo, son necesarios en la presentación de los antígenos extraños a las células T citotóxicas por las células infectadas del cuerpo. Los antígenos CMH Clase II, que se encuentran en las células macrófagas y en los linfocitos B, son necesarios en la presentación de los antígenos extraños a los linfocitos T colaboradores.

2.Describa el ciclo evolutivo de un linfocito B, comenzando con la célula precursora en la médula ósea y terminando con un clon de células plasmáticas y un clon de células de memoria. Incluya sus interacciones con otros tipos de glóbulos blancos.

Un linfocito B precursor se diferencia y madura en la médula de los huesos. En el transcurso de su diferenciación, los genes que codifican para las regiones variables, constantes, de unión, y de diversidad de sus anticuerpos son ensamblados y unidos juntos, transcriptos a RNA y traducidos a cadenas polipeptídicas que forman las cadenas de sus moléculas de anticuerpo. Estos anticuerpos aparecen en la superficie de las células. Luego de su liberación de la médula del hueso, el linfocito B puede circular en el torrente sanguíneo o puede alojarse en el tejido linfático, en los ganglios linfáticos, en el bazo y otros tejidos linfoides, o en cualquier otro lado. Las células permanecen inalteradas hasta que encuentran un antígeno extraño con una estructura complementaria a la del sitio de unión de los anticuerpos expuestos. Ese anticuerpo puede circular por la sangre, en la linfa o puede ser presentado al linfocito B por otra célula, como una macrófaga. La unión del antígeno desata una serie de cambios, de los cuales uno de los más tempranos consiste en la exposición del antígeno en la superficie de la célula, en conjunción con los antígenos CMH Clase II del linfocito B. Los linfocitos T colaboradores, con un receptor complementario a esta particular combinación antigénica, se une al linfocito B y lo activa. La activación completa requiere también de la presencia de interleuquinas (proteínas semejantes a las hormonas, liberadas por los linfocitos T colaboradores). Como resultado de todos estos estímulos, el linfocito B comienza a dividirse, y se diferencia en clones de células plasmáticas y de memoria. Las células plasmáticas, especializadas para la síntesis y la secreción de grandes cantidades de los anticuerpos específicos del linfocito B original, viven sólo unos pocos días. Las células de memoria, que muestran el anticuerpo en su superficie, persisten indefinidamente. La supresión de la proliferación de las células plasmáticas y de memoria tiene lugar cuando el invasor extraño ha sido eliminado.

3.Describa el ciclo evolutivo de un linfocito T citotóxico, comenzando con una célula precursora en la médula ósea y terminando con un clon de células activas y un clon de células de memoria. Incluya sus interacciones con otros tipos de glóbulos blancos.

Temprano en la vida del feto, el precursor de la célula citotóxica T migra desde la médula del hueso al timo, donde continúa su diferenciación. Este precursor sintetiza y exhibe las moléculas T8 que lo identifican como una célula T citotóxica. Los genes que codifican para estas regiones variables, constantes, de diversidad y de unión de los receptores de las células T son ensamblados y unidos juntos, transcriptos en el RNA y traducidos en las cadenas alfa y beta que forman sus receptores. Estos receptores aparecen en la superficie de la célula T citotóxica en desarrollo. Por mecanismos que aún son desconocidos, su capacidad para reconocer un antígeno extraño es examinada en el contexto de los antígenos CMH Clase I del cuerpo. Si la capacidad es adecuada, la célula completa su maduración. Después de su liberación del timo, la célula citotóxica T circula por el torrente sanguíneo y el sistema linfático hasta que encuentra una célula infectada en el cuerpo que muestra una combinación de antígeno extraño y antígeno CMH Clase I que se une a los receptores de la célula T. Esto activa a la célula citotóxica T. Ésta comienza a dividirse después de ser estimulada por las interleuquinas liberadas por los linfocitos T colaboradores (que habían sido activados por el mismo antígeno extraño en el contexto de los antígenos CMH Clase II). A su vez, también prolifera en clones de células citotóxicas T activas y células de memoria. Las células activas atacan y lisan otras células infectadas que muestran el mismo antígeno extraño, y las células de la memoria permanecen en circulación indefinidamente. La supresión de la proliferación de las células citotóxicas T tiene lugar cuando las células infectadas han sido eliminadas.

4.Explique las funciones de los macrófagos en las respuestas inmune e inflamatoria. ¿De qué manera estas células constituyen el enlace esencial entre la respuesta inflamatoria y la respuesta inmune?

Los monocitos, precursores de los macrófagos, son atraídos al lugar de una infección por los compuestos químicos liberados por las bacterias y por las células hospedadoras infectadas. Allí son transformados en macrófagos los cuales, junto con los neutrófilos que habían llegado antes, absorben a los microorganismos extraños por fagocitosis. Los macrófagos también liberan compuestos químicos que aumentan la temperatura, lo cual se conoce como fiebre. La fagocitosis de un microorganismo extraño o de un virus por un macrófago conduce a la exposición de los antígenos extraños en moléculas CMH de clase II en la superficie de la membrana del macrófago. Los linfocitos T colaboradores con los receptores que acoplan a esta combinación especial tridimensional, se unen a la superficie del macrófago y se activan. Esto produce la proliferación de los linfocitos T y su diferenciación en clones de células de memoria y linfocitos colaboradores activos. La activación de los linfocitos T colaboradores también estimula la secreción de moléculas llamadas interleuquinas. Estas sustancias juegan un papel importante en la estimulación de los linfocitos T citotóxicos y de los linfocitos B después de la activación. Los linfocitos T colaboradores también juegan un papel inmediato y directo en la activación de los linfocitos B. Después de separarse del linfocito T colaborador, el macrófago continúa circulando, ingiriendo otras partículas extrañas y mostrando los antígenos extraños a linfocitos T colaboradores inactivos y a linfocitos B inactivos.

5.¿Qué característica prominente de la estructura de un virus lo hace más susceptible que una célula bacteriana a ser controlado por la vacunación?

La cobertura proteica de los virus los hace a éstos más susceptibles al control por vacunación que a las células bacterianas. Las proteínas de cobertura son antígenos que pueden disparar la formación de anticuerpos contra el virus en la ausencia de ácido nucleico viral. Con técnicas de DNA recombinante, los componentes purificados de las coberturas proteicas virales pueden ser preparados y usados como vacunas, sin riesgo de causar infecciones dado que el ácido nucleico viral no está presente en la vacuna. La gran complejidad de las bacterias, en comparación con los virus, ha hecho una tarea difícil la preparación de vacunas efectivas en contra de enfermedades bacterianas. La superficie compleja de la pared celular bacteriana, con su amplia variedad de polisacáridos, no permite reducir a compuestos simples los antígenos efectivos que pueden ser sintetizados en el laboratorio para desencadenar la producción de anticuerpos contra la bacteria.

6.Una temprana hipótesis acerca de la formación de anticuerpos, la teoría instructiva, proponía que el anticuerpo se moldeaba en su configuración especial al encontrarse con el antígeno. Desde entonces, los datos acerca de la estructura de las proteínas han invalidado este modelo. ¿Cuáles son estos datos?

Los datos consisten en una variedad de estudios químicos que demostraron concluyentemente que la estructura terciaria de una proteína (incluyendo, por supuesto, la configuración particular de una molécula de anticuerpo) está determinada por la secuencia de aminoácidos en la(s) cadena(s) polipetídica(s). La estructura primaria (secuencia de aminoácidos) de una molécula está, a su vez, directamente determinada por la secuencia de nucleótidos de DNA en el gen que corresponde a esa molécula.

7.Prediga los resultados del siguiente experimento: un ratón de la cepa A recibe un injerto de piel de otro ratón de la cepa A y uno de un ratón de la cepa B. Dos semanas después, el mismo ratón es injertado con piel de la cepa B y de la cepa C. ¿Cuáles serán los destinos de estos injertos?

El injerto de la cepa de ratón A nunca sería rechazado por el ratón hospedador cepa A. En principio, el primer injerto de la cepa de ratón B parecería ser aceptado, pero probablemente sería rechazado antes del final de las primeras dos semanas. Un destino similar seguiría el segundo injerto de la cepa de ratón B y el injerto de una cepa de ratón C, a menos que los investigadores intervinientes supriman la respuesta inmunológica mediada por células en el ratón huésped A.

8.Si usted tiene el tipo sanguíneo 0 y ninguno de sus padres lo es, ¿cuáles son sus genotipos posibles? ¿Cuál es la probabilidad de que uno de sus hermanos sea también de tipo 0? (Le será útil revisar el uso de los tableros de Punnett, capítulo 12 del libro).

Cada padre es heterocigota (tanto A0 como B0). La probabilidad de que uno de sus hermanos sea también homocigota recesivo (00) es de 1 en 4, es decir el 25 por ciento.

9.Aunque nunca puede probarse que alguien sea el padre de un niño en particular, es posible probar que alguien no lo es. Llene el cuadro que aparece más abajo para mostrar cómo puede ocurrir esto. En el famoso caso de la paternidad de Charlie Chaplin, en 1940, la sangre del niño era B. La sangre de la madre era A y la sangre de Chaplin 0. Si usted hubiese sido el jurado, ¿cómo hubiera resuelto este caso?

La evidencia brindada por los datos de grupos sanguíneos indica que Chaplin nunca podría haber sido el padre.

Ejercicio Anterior

Ejercicio Siguiente

Copyright © Editorial Médica Panamericana