Fisiología del sistema inmune
Los mecanismos de defensa se pueden agrupar en dos tipos, inespecíficos y específicos. La defensa o inmunidad inespecífica comprende a una serie de mecanismos de respuesta inmediata para proteger al organismo contra una gran variedad de agentes patógenos. La específica implica la activación de linfocitos específicos contra un agente particular y, además; tiene memoria por lo que quiere decir que crea células de memoria para luchar de nuevo con el agente particular que la activó. En esta memoria es en lo que están basadas las vacunas.
INMUNIDAD INESPECÍFICA: (también llamada natural o nativa):
Barreras externas: es la primera defensa contra las infecciones y es la que ejercen las superficies más expuestas al ambiente externo y son, por lo tanto; la piel y las mucosas.
La piel es una barrera física para la mayor parte de los microorganismos. Y esto es así debido a las células queratinizadas de la epidermis y también es debido al cambio periódico de estas células. Este cambio ayuda a eliminar microbios de la superficie de la piel.
Las mucosas se encuentran en todas las cavidades del cuerpo que se abren al exterior. Pero las mucosas no son sólo barreras físicas sino que producen sustancias protectoras como el jugo gástrico o las secreciones vaginales que son sustancias (normalmente ácidas) que inhiben el crecimiento microbiano. Además; secretan moco que atrapa microorganismos y que no los deja ir a otra zona. Algunas mucosas tienen cilios (que hacen un barrido al exterior de sustancias que pudieran penetrar en esa zona, por ejemplo, en el sistema respiratorio).
Células NK (natural killers): son una población de linfocitos distintos de los T y de los B. Estos linfocitos no descienden de la célula madre linfoide; como si los T y los B y, además; están presentes en el bazo, en la médula ósea, en la sangre y en los ganglios linfáticos. Las células NK tienen capacidad para lisar células infectadas por virus y células tumorales sin una exposición previa y sin activación de los mecanismos de defensa específicos. Sin embargo; ciertas citoquinas amplifican su efectividad. Algunas citoquinas estimulan la producción de interferón gamma (INF-γ o IFN-γ). Este INF-γ (producido por las células NK) va a estimular a las células fagocíticas; principalmente a los macrófagos.
Células fagocíticas: son muchos granulocitos y macrófagos que son capaces de ingerir mediante fagocitosis microbios y partículas extrañas (ej. Células muertas…). Las células fagocíticas más potentes son los macrófagos, después son los neutrófilos y, por último; los eosinófilos.
Estas células intervienen también en la reacción inflamatoria y en la inmunidad específica porque son capaces de fagocitar el complejo antígeno-anticuerpo. Los macrófagos actúan como células presentadoras de antígenos a los linfocitos T. Cuando una zona del organismo se infecta; primero llegan los neutrófilos y luego los monocitos se dirigen al área infectada debido a que son atraídos quimiotácticamente por sustancias quimiotácticas.Muchos patógenos pueden ser fagocitados directamente porque los reconocen, pero otros patógenos no, sino que antes de ser fagocitados tienen que ser marcados para que el fagocito los reconozca. Normalmente suelen ser marcados por la unión del patógeno a un fragmento C(3b) del sistema de complemento, o mediante la unión del patógeno a una inmunoglobulina específica; proceso que se llama opsonización.
Los neutrófilos y macrófagos tienen en sus membranas receptores. Un receptor es para el fragmento Fc de la Inmunoglobulina (IG) que ha reaccionado con el patógeno y el otro receptor es para el fragmento C3b del complemento. Estos receptores les permiten reconocer, una vez marcados, al patógeno, unirse a él, adherirse a él, fagocitarlo y después destruirlo.
La inflamación: la respuesta inflamatoria es un mecanismo de defensa inespecífico que se desencadena cuando hay una lesión en un tejido. La inflamación evita la extensión de las sustancias dañinas y va acompañada de manifestaciones locales. Pero estas manifestaciones locales varían según el lugar de la lesión y según el agente causante de la lesión. Aún así, en términos generales, las manifestaciones son calor, rubor, dolor y edema.
En la inflamación lo primero que ocurre es que los vasos sanguíneos de la zona afectada se dilatan (vasodilatación) y por lo tanto, se produce un aumento de flujo y por ello se produce un aumento del aporte de las células plasmáticas y de células fagocíticas a esa zona. Las células fagocíticas se marginan y atraviesan el vaso por diapedesis, accediendo así a la zona dañada. También aumenta la permeabilidad de los capilares de la zona a las proteínas plasmáticas lo que hace que estas proteínas pasen al intersticio. Esto favorece la filtración de líquidos desde los capilares y, por lo tanto, en la zona aparece edema que causa la hinchazón de la zona.
Además, hay sustancias que intervienen en la inflamación a las que llamamos mediadores de la inflamación y son los siguientes:
la histamina: es liberada por los mastocitos y por los basófilos activados de la zona dañada y es el principal responsable de la vasodilatación y del aumento de la permeabilidad capilar.
las quininas (o cininas): que son activas en neutrófilos y son inactivas en tejidos. La quinina más abundante es la bradiquinina y es un vasodilatador.
las prostaglandina (PG): son liberadas por las células endoteliales y lo que hacen es intensificar los efectos de la histamina y las quininas.
las interleuquinas (IL): son liberadas por las células fagocíticas al unirse con los patógenos. De hecho; los macrófagos liberan la IL-1 que estimula la producción de las proteínas de la fase aguda.
Proteínas antimicrobianas: la sangre contiene distintas proteínas que limitan el crecimiento microbiano, por ejemplo, la apotransferrina que se une al Fe formando transferrina. Para el crecimiento microbiano es necesario hierro y cobre.
En nuestra sangre tenemos las proteínas de un sistema que se llama sistema del complemento. Además tenemos otras proteínas que son los interferones.
El sistema del complemento es un conjunto de proteínas que circulan por nuestra sangre en forma inactiva y que son nueve proteínas precursoras, nueve proteínas inactivas las que denominamos entre C1 y C9. El C1 es un complejo formado en realidad por tres proteínas, la Cq, la Cs y la Cr. Pero además en el sistema de complemento existen los factores B, D y properdina. Cuando se activan e interactúan entre sí en una reacción en cascada, produciendo fragmentos que ejercen distintas funciones o efectos biológicos. Estos efectos producen distintos efectos biológicos. Pues estos efectos producen un aumento de la eficacia de los mecanismos de defensa inespecíficos y específicos. Este sistema se activa por dos vías, que son la vía clásica y la vía de complemento alternativa. En la vía clásica se necesita la unión de un anticuerpo con el antígeno. Se necesita que se forme primero la unión de antígeno-anticuerpo. Este anticuerpo del antígeno tiene que ser de la serie IG M o una IG G. En cambio en la vía alternativa no se necesita un anticuerpo como señalador sino que se activa en presencia de polisacáridos bacterianos de ciertos virus y ciertos parásitos.
Funciones del sistema de complemento: favorece la fagocitosis pos las células fagocíticas de los agentes patógenos, atrae a más células fagocíticas a la zona y actúa sobre la membrana de las células microbianas agujereándolas y provocando su lisis. Además participa en la respuesta inflamatoria.
Otras proteínas antimicrobianas son los interferones (INF, IFN). Las células infectadas por virus secretan unas proteínas llamadas interferones y estos interferones ayudan a defender las células cercanas no infectadas. En estas células no infectadas los interferones se unen a receptores de membrana superficiales y estimulan la síntesis de otras proteínas que inhiben o interfieren la replicación viral. Los interferones no son específicos frente a un virus sino que protegen ante una amplia variedad de virus. Hay tres tipos de interferones:
Uno de ellos es el interferón α que es el interferón leucocitario; el interferón β que es producido por células que no pertenecen al sistema inmunitario, por lo tanto es el fibroblástico. El último tipo de interferón es el γ o inmunitario y es producido por linfocitos T activados y por linfocitos NK.
INMUNIDAD ESPECÍFICA
El cuerpo humano tiene capacidad para desarrollar una inmunidad específica y poderosa contra agentes invasores para los cuales no posee inmunidad innata. Este tipo de inmunidad es el que conocemos como inmunidad adquirida. Existen dos tipos básicos pero muy relacionados entre sí de inmunidad adquirida en nuestro cuerpo.
Un tipo es el que llamamos inmunidad humoral y en ella nuestro organismo produce anticuerpos circulantes.
El otro tipo es la inmunidad celular y, en ella, nuestro organismo produce gran número de linfocitos activados.
Ambos tipos son productos del tejido linfoide. Este tejido linfoide se encuentra localizado en ganglios linfáticos, en bazo, en médula ósea roja y en zonas submucosas del tubo digestivo. Esta es la localización más ventajosa para nuestro organismo ya que está cerca de las zonas de entrada y de diseminación de una infección.
Existen dos tipos de linfocitos, unos que participan en la inmunidad específica, y otros que participan en la inmunidad humoral. Unos serán los responsables de producir linfocitos activos y los otros lo serán de producir anticuerpos. Ambos tipos se derivan de la célula madre hematopoyética pluripotencial que se va a programar y diferenciar en la célula madre linfoide.
De esta célula madre linfoide se originan los dos tipos (o poblaciones) de linfocitos. Estas dos poblaciones de linfocitos terminan en el tejido linfoide pero antes se diferencian en lugares distintos de nuestro organismo. Unos se diferencian en el timo y son a los que llamamos linfocitos T o tímicos. Los otros se diferencian en médula ósea y son los que llamamos linfocitos B o de la bolsa.
La población de linfocitos T, es la responsable de la inmunidad mediada por células y, por lo tanto de la inmunidad celular. Mientras que la población de linfocitos B es responsable de la inmunidad humoral y, por lo tanto, van a ser los responsables de producir anticuerpos. Pero la respuesta inmunológica tiene lugar en dos tiempos:
Hay una respuesta inmunológica primaria que tiene lugar cuando un antígeno llega por primera vez a nuestro organismo. Por lo tanto esta respuesta tarda un cierto tiempo en aparecer, alcanza un máximo y posteriormente desaparece.
El segundo tiempo es la “respuesta secundaria” y se produce cuando ese antígeno llega una segunda o sucesivas veces a nuestro organismo. Esta respuesta es temprana y duradera. En este tipo de respuesta se basa la vacunación que es el método utilizado para inducir inmunidad frente a una determinada enfermedad sin padecerla. Consiste en introducir un antígeno atenuado que produce respuesta inmunitaria pero que no es capaz de producir la enfermedad. Por lo tanto, lo que hace la vacunación es situar a nuestro organismo en respuesta secundaria.
Antígeno: se define como antígeno a cualquier sustancia que es reconocida como extraña cuando se introduce en el organismo. Tiene dos características; una característica es la inmunogenicidad y la otra es la reactividad.
La inmunogenicidad es la competencia de provocar una respuesta inmunitaria. Por lo tanto un antígeno tiene que estimular la producción de anticuerpos específicos contra él, la producción de células T o ambas a la vez.
La reactividad es la capacidad de reaccionar específicamente con los anticuerpos, con las células T (producidos todos en respuesta en respuesta al antígeno) o con ambos a la vez.
Los antígenos son moléculas grandes y complejas. La mayor parte de los antígenos son proteínas aunque hay sustancias más pequeñas que tienen reactividad pero no inmunogenicidad y por lo que a estas sustancias se las llama antígenos parciales o haptenos. Un hapteno puede reaccionar con una célula T o con un anticuerpo pero solo desencadena una respuesta inmunitaria cuando se une a una molécula mayor que lo transporta (ej. Proteína plasmática).
La capacidad que tiene un antígeno para actuar no solo depende del tamaño sino también de la complejidad.
En la molécula antigénica, solo porciones específicas del antígeno son inmunógenas. Estas zonas inmunógenas son las llamadas epítopos o determinantes antigénicos y es a este lugar a donde se une el anticuerpo o la célula T o incluso una célula B. Es precisamente esta unión la que desencadena la proliferación de anticuerpos específicos o la proliferación de células T específicas. Una misma molécula antigénica puede tener más de un epítopo o determinante antigénico.
Biografía
Edición: 12ª
Autores: Arthur C. Guyton; Arthur C Guyton
Editorial: Elsevier España
Capítulo 33 Inmunología
