Sistema inmunológicoEl medio interno del organismo se puede ver alterado por los permanentes cambios ambientales de

naturaleza física y química y por la presencia de otros organismos, generalmente microscópicos (microorganismos), que pueden desarrollarse en el interior del cuerpo y producir perturbaciones en su funcionamiento.

Los sistemas nervioso, endocrino e inmunológico se especializan en las funciones de control y coordinación:

El sistema nervioso recibe estímulos, tanto internos como externos, los procesa y los transforma en señales que transmite por todo el organismo, elaborando las respuestas más adecuadas para mantener el equilibrio interno.

El sistema endocrino produce hormonas que actúan en la regulación de gran parte de los procesos vitales.

El sistema inmunológico reconoce agentes extraños y elabora respuestas que permitan eliminarlos. Es decir, que el sistema inmunológico es capaz de diferenciar las células que forman parte del cuerpo de las que no. Además, generalmente puede distinguir y eliminar aquellas células propias alteradas por lesiones o enfermedades.

El cuerpo humano presenta tres líneas de defensa a los diversos agentes patógenos (noxas biológicas, físicas y químicas).

1. Barreras primarias o superficiales. Piel y mucosas. Químicos (ej. lisozima en lágrimas y saliva). Flora bacteriana (bacterias inofensivas que habitan diferentes

superficies del cuerpo y compiten con los patógenos). Limpieza efecto de las lágrimas, saliva, micción y diarrea.

2. Barreras secundarias: inmunidad innata. Inflamación:

i. Glóbulos blancos de acción rápida (neutrófilos, eosinófilos y basófilos).

ii. Macrófagos.iii. Proteínas de complemento, proteínas coagulantes de la

sangre y otras sustancias. Organos con funciones destructoras de los agentes patógenos

(nódulos linfáticos, hígado). Células citotóxicas (como las NK).

3. Barreras terciarias: inmunidad adquirida. Linfocitos T y linfocitos B, células dendríticas. Señales de comunicación (interleucinas, interferones). Químicas: anticuerpos y perforinas.

El término inmunidad se utiliza para indicar la capacidad de resistencia de los organismos vivos frente a la virulencia de los diferentes tipos de microorganismos que alteran el estado general de salud.

Tanto las barreras primarias como las secundarias constituyen la inmunidad inespecífica, porque atacan a cualquier agente patógeno, y natural, porque cada especie animal la recibe por la herencia.

Inmunidad inespecífica

Inmunidad

específica

Inmunidad inespecífica

Barreras primariasLos agentes patógenos deben alcanzar los tejidos antes de que se manifieste la patogenia. La mayoría de

los virus y bacterias desencadenan la infección específicamente en determinadas células. Las barreras primarias actúan impidiendo el ingreso de los agentes patógenos al organismo.

La piel es un hábitat de baja humedad, bajo pH y gruesas capas de células muertas. Normalmente, bacterias inofensivas toleran estas condiciones y pocos agentes patógenos pueden competir con ellas a menos que las condiciones cambien. Este es el caso por ejemplo de los zapatos calientes y húmedos, condiciones que debilitan la piel y favorecen la proliferación de microorganismos como, por ejemplo, ciertos hongos que producen el pie de atleta.

El mucus producido en las mucosas (boca, fosas nasales, orificios urogenitales, etc.) actúa como una trampa.

Las lágrimas proporcionan a los ojos un baño estéril. De modo similar, la orina, con su bajo pH, tiene una acción limpiadora del tracto urinario. Asimismo, las lágrimas y la saliva contienen lisozimas, enzimas capaces de destruir la pared celular bacteriana.

Por otro lado, la diarrea limpia los agentes patógenos de los intestinos, por lo que no es conveniente detenerla. Sin embargo, en ciertos casos, es necesario acompañar de una terapia de hidratación oral para revertir la pérdida de agua y sales.

En el tracto digestivo, adicionalmente a la acción de la saliva, los jugos gástricos, ricos en ácido clorhídrico, provocan la destrucción de los microorganismos presentes en los alimentos. Además, las bacterias de la flora intestinal colonizan el intestino e impiden el desarrollo de otras bacterias perjudiciales.

Barreras secundarias: inmunidad innataCuando los agentes patógenos han atravesado las barreras primarias se adhieren al tejido, lo colonizan y

se desarrollan. Ciertas proteínas plasmáticas pueden ser activadas por la unión a la superficie bacteriana. Estas proteínas, denominadas colectivamente sistema de complemento, participan de reacciones en cadena desplegando inmensas cantidades de moléculas con efectos diversos.

Algunas proteínas de complemento forman complejos moleculares que se insertan en la superficie de los patógenos provocando su lisis (lesión estructural de la pared que provoca la muerte celular).

Otras proteínas de complemento promueven la inflamación.

A su vez, ciertos glóbulos blancos, los basófilos, que residen en los tejidos conectivos, y que rodean la herida segregan histamina y otras sustancias químicas que estimulan los procesos inflamatorios: incrementan el flujo sanguíneo y la permeabilidad de los capilares vecinos, y atraen a los leucocitos circulantes que se aglomeran en el lugar de la herida.

Los leucocitos o glóbulos blancos se originan en la médula ósea. Muchos circulan en la sangre, mientras que una gran cantidad se aloja en los nódulos linfáticos, además del bazo, hígado, riñones, pulmones y cerebro.

Los glóbulos blancos comprenden neutrófilos, monocitos, eosinófilos, basófilos y linfocitos (estos últimos participan de la inmunidad adquirida).

Los neutrófilos o granulocitos poseen lisosomas, los cuales destruyen a los agentes patógenos.

Los monocitos, junto con los macrófagos, capturan y destruyen los distintos microorganismos por medio de la fagocitosis, que consiste en envolver o englobar al agente patógeno y destruirlo mediante la acción de las enzimas.

Los eosinófilos secretan enzimas que perforan los gusanos parásitos. Se activan en las respuestas alérgicas.

Los basófilos producen y secretan sustancias que permiten mantener la inflamación una vez que comienza: heparina, de acción anticoagulante, e histamina.

a

b c d e

La bacteria invade un tejido y destruye de manera directa a las células o libera productos metabólicos que dañan al tejido.

Los mastocitos (basófilos) en el tejido liberan histamina, la cual desencadena entonces la vasodilatación de las arteriolas (por ello el enrojecimiento y el calentamiento) además de la permeabilidad capilar incrementada.

El fluido y las pro-teínas plasmáticas se escapan de los capi-lares; esto produce un edema localizado (inflamación del tejido) y dolor.

Las proteínas de complemento atacan a las bacterias. Factores de coagulación cierran el área inflamada.

Neutrófilos, macrófagos y otros fagocitos engullen a los invasores y los desechos. Las secreciones de los macrófagos atraen aún más fagocitos, destruyendo directamente a los agentes extraños e induciendo fiebre y proliferación de células T y B.

La fagocitosis es un mecanismo fundamental mediante el cual todos los animales se defienden contra las infecciones. Sin embargo, la respuesta inmunitaria inespecífica en los vertebrados es un proceso más complejo que incluye la respuesta inflamatoria. Asimismo, los macrófagos liberan determinantes antigénicos que luego serán reconocidos por los linfocitos T auxiliares, participando de la respuesta específica.

Inmunidad específica

Barreras terciarias: inmunidad adquiridaEsta respuesta es provocada por macromoléculas extrañas al hospedador como ciertas toxinas o

proteínas de la pared celular de los microorganismos. A estas macromoléculas no reconocidas por el sistema inmunitario como propias y que tienen la capacidad de provocar la formación de anticuerpos, se las conoce como antígenos.

El reconocimiento de los antígenos y la respuesta son acciones llevadas a cabo en forma conjunta y coordinada por los macrófagos, los linfocitos T y los linfocitos B.

Todas las células nucleadas del cuerpo presentan en la membrana plasmática proteínas denominadas marcadores del Complejo Mayor de Histocompatibilidad (MHC). Cuando los macrófagos fagocitan el patógeno, lo fragmentan y lo procesan asociando esos fragmentos a los marcadores MHC y exponiéndolos en su membrana. Luego, migran a los nódulos linfáticos, donde presentan los antígenos a los linfocitos T y B.

Los linfocitos T auxiliares se unen a esos complejos expuestos activándose. Como resultado, los linfocitos B sensibles al antígeno se dividen y originan subpoblaciones de células

efectoras (diferenciadas para la destrucción del antígeno) y células de memoria (entran en fase de reposo; si el mismo antígeno se presenta de nuevo se incorporan en una respuesta más rápida y mayor contra el mismo).

Los linfocitos T citotóxicos y las células asesinas naturales o NK (Natural Killers) llevan a cabo respuestas contra células del propio cuerpo infectadas y células tumorales.

Los linfocitos B activados producen los anticuerpos o inmunoglobulinas, macromoléculas proteicas que neutralizan al agente patógeno, uniéndose con gran especificidad a un determinado antígeno, y generan inmunidad en el organismo.

Cuando los macrófagos, los neutrófilos o las células NK hacen contacto con un agente extraño con un anticuerpo unido a él, lo destruyen.

La inmunidad específica es muy eficaz pero bastante lenta, demorando varios días. Tiene cuatro características que lo definen:

1. Discriminación propio/no propio. Configuraciones moleculares únicas proporcionan a cada clase de célula, virus y sustancia una identidad única. Las células propias de un individuo poseen configuraciones particulares. Los linfocitos las reconocen y, por lo general, no las atacan.

2. Especificidad. Así como ignoran a las células propias, los linfocitos responden a los agentes extraños, o bien a configuraciones anormales en células propias alteradas, dividiéndose una y otra vez y formando poblaciones enormes.

3. Diversidad. En forma conjunta, los linfocitos tienen el potencial de responder a un millar de millones de amenazas específicas.

4. Memoria. Una parte de los linfocitos formados durante la respuesta primaria a un agente extraño es guardada. Durante la próxima exposición al mismo agente patógeno la respuesta se producirá antes y con mayor contundencia que en la primera ocasión.

Respuesta mediada por anticuerposLos objetivos principales de las respuestas mediadas por anticuerpos son los agentes patógenos

extracelulares y las toxinas que circulan libres en el fluido extracelular. Los anticuerpos no pueden unirse a los agentes patógenos o toxinas que se encuentren ocultos en el interior de una célula huésped.

Todos los anticuerpos producidos por un linfocito B determinado son iguales entre sí y específicos para un solo antígeno.

A Cada célula B natural erizada con 10 millones de moléculas de anticuerpo idénticas, todas específicas para un antígeno. Cuando se unen con él, el antígeno se mueve al interior de la célula en una vesícula endocítica y es digerido. Algunos fragmentos se unen con moléculas MHC y son expuestos con ellos en la superficie de la célula. La célula B es ahora una célula presentadora de antígenos.

B Una célula T auxiliar unida a los complejos antígeno-MHC de la célula B. La unión activa a la célula T y estimula a la célula B para prepararla para la mitosis. Las células se retiran.

C El antígeno sin procesar se une a la misma célula B. La célula T auxiliar secreta interleucinas (representadas con puntos azules). Ambos eventos desencadenan repetidas divisiones y diferenciaciones celulares que producen ejércitos de células B de memoria y efectoras secretoras de anticuerpos.

D Las moléculas de anticuerpo secretadas por las células B efectoras entran al fluido extracelular. Cuando hacen contacto con un antígeno en la superficie celular de una bacteria, se unen con él y así marcan a la célula bacteriana para su destrucción.

A

B

Existen cinco clases de inmunoglobulinas: IgM (es la primera producida en el recién nacido), IgG (predomina en el suero sanguíneo), IgE (desencadena la inflamación después de los ataques por gusanos parásitos y otros patógenos; predomina en las alergias), IgA (predomina en las secreciones de las glándulas exócrinas por lo que se encuentran en saliva, lágrimas, mucus de los tractos respiratorio, digestivo y reproductivo, y en la leche materna), IgD (es la más común unida a la membrana de las células B naturales).

Los anticuerpos actúan por diversos mecanismos:

- Aglutinación. Recubren las partículas extrañas y hacen que se aglomeren.

- Opsonización. Recubren las partículas extrañas estimulando a los fagocitos.

- Neutralización. Se combinan con los antígenos para evitar su acción dañina.

Respuesta mediada por célulasCiertos agentes patógenos se ocultan en las células del cuerpo y, con frecuencia se reproducen en su

interior, estando expuestos brevemente mientras salen de una célula para infectar otras.

A – Un virus infecta un macrófago. La maquinaria metabólica secuestrada de la célula huésped fabrica proteínas virales, que son antigénicas. Las enzimas del macrófago parten los antígenos en fragmentos. Algunos fragmentos se unen con moléculas del MHC.

I – El efector se retira de la célula condenada a morir y realiza un reconocimiento por si hay más objetivos. Mientras tanto, las perforinas hacen huecos en la membrana plasmática de la célula infectada. Las toxinas se mueven al interior de la célula, desbaratan sus organelos y hacen que el ADN se desensamble. La célula muere.

C – Un macrófago diferente fagocita y digiere el antígeno del mismo tipo de virus. El antígeno se une a moléculas del MHC de clase II.

H - Una célula T efectora citotóxica hace contacto con la célula infectada para destruirla. La célula efectora libera perforinas y sustancias tóxicas (los puntos verdes) sobre la célula, lo que la programa para morir.

F – Una célula T citotóxica se une a los complejos antígeno-MHC de los macrófagos. Las interleucinas que son secretadas desde la célula T auxiliar estimulan a la célula T citotóxica para iniciar divisiones y diferenciaciones celulares. Se forman grandes poblaciones de células T efectoras y de memoria.

B – Algunos fragmentos de antigeno se unen a moléculas de MHC de clase I. Los complejos antígeno-MHC se mueven a la superficie de la célula y son expuestos.

D – Los complejos antígeno-MHC se mueven a la superficie de la célula, donde son expuestos.

G – El mismo virus infecta una célula en el revestimiento del tracto respiratorio. El antígeno sintetizado por la célula huésped es procesado. Algunos se unen a moléculas MHC. Los complejos terminan siendo expuestos en la superficie de la célula infectada.

E – Una célula T auxiliar que reacciona se une a los complejos antígeno-MHC de la célula presentadora de antígenos. Esta unión estimula a la célula para secretar interleucinas (los puntos amarillos) Las interleucinas estimulan a la célula T auxiliar para secretar diferentes interleucinas (los puntos azules)