El cuerpo humano posee la capacidad para resistir la agresión de sus tejidos y órganos por casi todos los tipos de microorganismos o toxinas. Esto es lo que llamamos inmunidad. El objetivo de este sistema es eliminar agentes infecciosos y reducir a la mínima expresión las lesiones que estos provocan. En el presente seminario desarrollaremos los mecanismos a través de los cuales se lleva a cabo dicha resistencia.
Una parte de la inmunidad es adquirida, no apareciendo hasta que el cuerpo es atacado por primera vez por una enfermedad o toxina bacteriana. Esta, tarda a menudo semanas o meses en surgir. Otra parte resulta de enfermedades generales y no de procesos causados por patógenos concretos: recibe el nombre de innata.
Inmunidad Innata: la Respuesta Inmune Inespecífica
La inmunidad innata abarca una serie de mecanismos generales contra un gran número de agentes infecciosos. Esta barrera actúa de modo inespecífico porque evita el pasaje de los microorganismos en general, constituyendo la primer línea de defensa en contra de los agentes infecciosos. La inmunidad innata no posee la capacidad de discriminar qué tipo de agente infeccioso es el que quiere ingresar. Una característica clave de la respuesta inespecífica es que siempre está presente, sin la necesidad de la presencia de ningún estímulo. La situación es diferente en la respuesta inmune específica (inmunidad adquirida), que solo se pone en marcha si la respuesta inespecífica se ha visto superada.
La inmunidad innata comprende los siguientes aspectos:
1. En primer lugar existe una eficaz barrera defensiva que protege al organismo contra los agentes presentes en el medio externo: la barrera de los epitelios. Esta protección esta ejercida por la piel, los epitelios del tracto gastrointestinal, nasofaringe, pulmón o conducto genitourinario.
2. Otro componente importante lo constituyen las secreciones glandulares sobre los epitelios mencionados, que poseen diferentes sustancias dirigidas contra la mayor parte de los agentes infecciosos. Un ejemplo son las secreciones ácidas del estómago y las enzimas digestivas
3. Un aporte importante es realizado por la fagocitosis inespecífica que llevan a cabo células como los granulocitos (especialmente neutrófilos y Eosinófilos) y los macrófagos.
4. Por último no podemos dejar de mencionar la presencia en la sangre de ciertos compuestos químicos que se unen a los microorganismos o toxinas extrañas y los destruyen, a saber:
a) la lisozima, una enzima mucolítica que ataca a las bacterias y las disuelve b) los polipéptidos básicos, que inactivan un gran número de bacterias c) el complejo del complemento, un sistema de unas 20 proteínas que se activa de diversas formas para destruir bacterias (lo desarrollaremos luego) d) los linfocitos agresores o natural killer, que pueden reconocer y destruir células extrañas, células tumorales e incluso algunas células infectadas. En otras palabras, poseen actividad citotóxica, pero esta no es dependiente de anticuerpos.
Inmunidad Adquirida: la Respuesta Inmune Específica
La inmunidad adquirida confiere a menudo una protección extrema. El organismo posee dos tipos básicos de inmunidad adquirida. En uno de ellos el organismo desarrolla anticuerpos circulantes: moléculas que viajan a través de la sangre atacando al agente invasor. Esta es la inmunidad humoral o de los Linfocitos B. El segundo tipo se alcanza a través de la formación de un gran número de Linfocitos T activados especialmente diseñados para destruir al agente extraño. Este tipo se conoce como inmunidad mediada por células.
Antígeno
Cada agente extraño contiene en su estructura al menos un compuesto quimico diferente a todos los demás. Estas sustancias se llaman antígenos y son las que posibilitan la detección de todos los agentes infecciosos tanto por parte de los linfocitos T como por parte de los linfocitos B. En otras palabras tanto la inmunidad mediada por células como la inmunidad humoral son iniciadas por los antígenos.
Los linfocitos
Los linfocitos se localizan sobre todo en los ganglios linfáticos, pero también en tejidos como el bazo, la submucosa del tubo digestivo y la medula ósea. En la mayoría de los casos el invasor entra primero en el liquido intersticial y después discurre por los vasos linfáticos hasta el ganglio linfático u otros tejidos linfáticos. Ambos tipos de linfocitos derivan originalmente de las células madre hematopoyéticas pluripotenciales del embrión que, al diferenciarse van a formar ambas progenies.
Linfocitos T
Los linfocitos predestinados a formar Linfocitos T, migran al Timo donde concluye su diferenciación. Aquí se dividen rápidamente y simultáneamente adquieren una diversidad extrema para reaccionar contra diferentes anfígenos específicos (literalmente frente a millones). Estos diferentes tipos de linfocitos T procesados abandonan el timo y se diseminan a través de la sangre por todo el organismo, alojándose en los diversos tejidos linfáticos. El timo también se asegura de que todo linfocito T va a entrar en circulación no reaccione contra las proteínas ni contra otros antígenos presentes en los tejidos propios. El timo selecciona los linfocitos T que van a liberarse mezclándolos antes con casi todos los “antígenos propios” de los tejidos del cuerpo. Si un linfocito T reacciona, en lugar de liberarse, es destruido y fagocitado. Esto sucede hasta con el 90% de estas células. La mayor parte del prepocesamiento en timo tiene lugar antes del nacimiento y durante unos meses después.
Linfocitos B
Se conocen muchos menos detalles del preprocesado de los linfocito B. Estas células concluyen su diferenciación en el hígado durante la vida fetal y en la médula ósea al final de esta y tras el nacimiento. A diferencia de los linfocitos T, los B no muestran reactividad contra el antígeno; en lugar de esto se secretan activamente anticuerpos que son compuestos reactivos, grandes moléculas proteicas que se combinan y destruyen el antígeno, como explicaremos mas adelante. Los linfocitos B poseen incluso mayor diversidad que los T y fabrican muchos millones de tipos de anticuerpos con reactividades específicas diferentes.
Selección Clonal
Cuando un antígeno especifico entra en contacto con los linfocitos, estas celuas se activan. El tejido linfático almacena millones de tipos diferentes de linfocitos B y T preformados capaces de generar anticuerpos o céluas T activadas. Una vez que el linfocito especifico es activado por su antígeno, se reproduce libremente, creando un número enorme de linfocitos duplicados. Si se trata de un linfocito B, su progenie secretara el tipo especifico de anticuerpos que después circularan por todo el cuerpo. Si es un linfocito T, su progenie serán células T especificas sensibilizadas que se liberan a la linfa, llegan a la sangre, circulan por los líquidos intersticiales y regresan a la linfa. Todos estos linfocitos específicos generados se denominan clon de linfocitos y el proceso descrito es llamado selección clonal.
En el proceso de selección clonal cumplen un rol muy importante los macrófagos del tejido linfático. LA mayoría de los microoganismos invasores son, en principio, fagocitados y digeridos parcialmente por los macrófagos. Los productos antigénicos de dichos procesos son liberados al citoplasma del macrófago. A continuación estas células exponen en su membrana plasmática dichos antígenos, siendo fácilmente identificados por los linfocitos y activando así la selección clonal. Por está razón decimos que los macrófagos son células presentadoras de antígenos. Los macrófagos secretan además una sustancia especial que favorece el crecimiento y la reproducción de los linfocitos específicos: la interleukina-1.
Inmunidad Humoral
Una vez activados, los linfocitos B específicos aumentan inmediatamente de tamaño (linfoblastos). Algunos linfoblastos se diferencian aún mas para formar plasmoblastos, precursores de plasmocitos. Entonces comienzan a dividirse a una velocidad elevada: 1 vez cada diez horas. La célula plasmática madura (plasmocito) produce entonces unos dos mil anticuerpos (inmunoglobulinas) por segundo. A su vez los anticuerpos se secretan a la linfa y se transportan a la sangre circulante. Algunos linfoblastos creados por la activación de un clon no generan plasmoblastos sino un número moderado de linfocitos B nuevos, similares a los del clon original. En otras palabras, la población de células B del clon específicamente activado aumenta, incorporándose nuevos linfocitos B a los originales del clon. También circulan por el organismo para poblar todo el tejido linfático, pero desde el punto de vista inmunitario permanecen inactivos hasta una nueva activación. Estos linfocitos se llaman células de memoria.
La exposición posterior al mismo antígeno inducirá entonces una respuesta de anticuerpos mas rápida y potente la segunda vez, porque existirán muchas más células de memoria que linfocitos B originales del clon específico. La respuesta inmune que e desencadena ante una exposición reiterada a un mismo antígeno y que está mediada por células de memoria se denomina Respuesta Inmune Secundaria, conociéndose como Respuesta Inmune Primaria, a toda aquella generada ante la primera exposición a un antígeno particular. La primaria suele tener un retraso en su aparición, débil potencia y corta vida. La respuesta secundaria, por el contrario, comienza rápidamente tras la exposición al antígeno (a menudo en horas), es bastante más potente y los anticuerpos duran muchos meses en lugar de unas semanas.
Los anticuerpos son globulinas gamma llamadas inmunoglobulinas (Ig). Constituyen el 20% de todas las proteínas plasmáticas. Cada Ig posee una fracción constante que encontramos en todas estas proteínas y una fracción variable, que le otorga su especificidad. Existen 5 clases de anticuerpos (IgM, IgG, IgA, IgD e IgE) que abarcan una extensa cantidad antígenos. Los anticuerpos actúan de dos maneras diferentes para proteger al organismo frente a los agentes invasores:
1. Ataque directo: los anticuerpos pueden activar de manera directa al agente invasor por medio de 4 procesos diferentes: a) Aglutinación: muchas partículas grandes dotadas de antígenos en su superficie, se agrupan. b) Precipitación: el complejo molecular formado por el antígeno soluble y el anticuerpo alcanza un tamaño tal que se torna insoluble y precipita. c) Neutralización: los anticuerpos cubren los lugares tóxicos del antígeno. d) Lisis: algunos anticuerpos potentes atacan directamente las membranas de los agentes celulares, rompiendo la célula. Normalmente estas acciones no son lo suficientemente potentes como para contribuir de modo importante a la protección del organismo. Casi todo el efecto protector deriva de los efectos amplificadores del sistema de complemento
2. Activación del sistema del complemento: complemento es un termino general que denota un sistema de unas veinte proteínas, siendo en su mayoría precursores enzimáticos. En condiciones normales todas ellas están presentes en el plasma. Los precursores enzimáticos están normalmente inactivos, pudiendo activarse por la vía clásica. Esta activación se inicia con la reacción antígeno-anticuerpo. Cuando un anticuerpo se une a un antígeno se descubre un lugar reactivo especifico del fragmento constante del anticuerpo, a donde se une una proteica del sistema del complemento, desencadenando una cascada de reacciones secuenciales que determinan la activación de los precursores enzimáticos. Esta cascada desencadena una reacción amplificada con efectos muy importantes: a) Opsonización y Fagocitosis: uno de los productos de la cascada activa intensamente la fagocitosis por parte de los neutrófilos y los macrófagos, de forma que estos ingieran las bacterias unidas a complejos antígeno-anticuerpo (que van a tener una cubierta formada por los mencionados productos de la cascada). b) Lisis: uno de los productos enzimáticos es el complejo lítico que posee un efecto directo de rotura de las membranas celulares de los organismos invasores. c) Aglutinación: los productos del complemento alteran las superficies de los microoganismos invasores, haciendo que se adhieran entre si. d) Neutralización de los virus: las enzimas y otros productos del complemento atacan estructuras de algunos virus anulando su virulencia. e) Quimiotaxis: un fragmento del complemento provoca quimiotaxis de neutrófilos y macrófagos. f) Activación de Mastocitos y Basófilos: ciertas proteínas del complejo activan mastocitos y basófilos para que liberen histamina y heparina, entre otras sustancias. De este modo se aumenta el flujo sanguíneo local. g) Efectos inflamatorios: numerosos productos del complemento inducen la inflamación local.
Inmunidad mediada por células
Al exponerse a los antígenos apropiados los linfocitos T del clon proliferan y liberan un número elevado de células T activadas que reaccionan de modo específico. Estos linfocitos pasan a la circulación y se distribuyen por todo el organismo. Además los linfocitos T de memoria se forman del mismo modo que las células de memoria B del sistema de anticuerpos. Los antígenos se unen en este caso a moléculas receptoras que se encuentran en la superficie de las células T. Cada célula T cuenta con hasta 100.000 receptores. Se ha comprobado que existen múltiples tipos de linfocitos T, que describiremos a continuación.
Células T Colaboradoras
Los linfocitos T helper o células colaboradoras (también conocidos como linfocitos CD-4) son importantes reguladores globales de la inmunidad. Normalmente constituyen mas de las tres cuartas partes de todos los linfocitos T. Como su nombre lo indica colaboran en las funciones del sistema inmunitario de muchas formas distintas. Secretan sustancias específicas (linfocinas) que activan a todas las células del sistema inmunitario. Por ejemplo sobre los linfocitos B específicos para el antígeno circulante. Sin la cooperación de los linfocitos CD-4, la cantidad de anticuerpos formada por los linfocitos B suele ser pequeña. Cuando faltan las linfocinas, el resto del sistema inmunitario se paraliza. El VIH destruye o inactiva las células T colaboradoras, quedando el organismo casi totalmente desprotegido contra las enfermedades infecciosas (ver apéndice) Algunas de las funciones reguladoras de los linfocitos T CD-4 son las siguientes: a) Estimulación del crecimiento y proliferación de las células T citotóxicas y supresoras b) Activación del sistema de los macrófagos c) Efecto estimulante de retroacción sobre las propias células colaboradoras
Células T Citotóxicas
Son células de ataque directo capaces de destruir microoganismos y a células del propio organismo que han sido afectadas por ellos. También tienen la capacidad de reconocer células tumorales. Tras unirse al microoganismo o célula específicos secreta proteínas formadoras de agujeros (perforinas) que generan orificios en la membrana de la célula atacada. Consecuentemente penetra líquido proveniente del espacio intersticial con rapidez. Además, la célula T citotóxica libera sustancias tóxicas directamente a la célula atacada. Casi de forma inmediata, estas aumenta de tamaño para disolverse poco después.
Las células citotóxicas también desempeñan un papel importante en la destrucción de las células cancerosas, las células de trasplantes cardíacos u otros tipos de células ajenas al propio organismo. Las células citotóxicas son también conocidas como CD-8.
Células T Supresoras
Se conocen bastantes menos datos sobre las células T supresoras que sobre las demás. Sabemos que estos linfocitos suprimen la actividad de los citotóxicos y los CD-4. Se cree que estas funciones regulan las actividades de otras células y evitan reacciones inmunitarias excesivas que podrían resultar sumamente lesivas para los tejidos del organismo.
Inmunidad Innata: la Respuesta Inmune Inespecífica
