INMUNOLOGÍA

El sistema inmune es un conjunto de órganos, tejidos, células y moléculas, presentes por todo el organismo y capaces de hacer frente a los agentes infecciosos y sustancias extrañas. Las sustancias extrañas se denominan antígenos y la respuesta del cuerpo se denomina respuesta inmunitaria o respuesta inmune, que se basa en la tolerancia (capacidad del organismo para distinguir lo propio de lo extraño). El sistema inmune es el principal mecanismo de defensa que tienen los seres vivos, para resistir frente a todos los agentes infecciosos que rodean a los seres vivos.

Las células tienen en su superficie glucolípidos y glucoproteínas, que el sistema inmune reconoce como propios, éstas moléculas son las del complejo principal de histocompatibilidad (MHC), un conjunto de genes del brazo corto del cromosoma 6. En humanos hay dos clases ambas necesarias para la respuesta inmunitaria adquirida:

• Los genes del MHC I, que codifican glucoproteínas MHC-I, presentes en todas las células del individuo, salvo eritrocitos y células germinales.
• Los genes del MHC-II, que codifican glucoproteínas del MHC-II, que sólo aparecen en células presentadoras de antígeno, como algunos linfocitos y otros leucocitos.

A continuación vamos a definir con exactitud los antígenos, la respuesta inmunitaria y las células del sistema inmune, citados anteriormente.

• Un antígeno es cualquier molécula reconocida como extraña por el sistema inmune, y capaz de desencadenar una respuesta inmune específica, con producción de anticuerpos. Los antígenos suelen ser proteínas o polisacáridos de células extrañas, virus, hongos, etc. O bien toxinas producidas por éstos.
• La respuesta inmunitaria es el conjunto de reacciones de defensa que tiene el organismo adquiridas tras un contacto del sistema inmune con un antígeno determinado. Existen dos tipos:

1. Respuesta inmune innata, natural o inespecífica: es la primera línea de defensa frente a infecciones. Reconoce características típicas de patógenos y ausentes en organismos complejos. Es inmediata y carece de memoria, por lo que no produce inmunidad a largo plazo.
2. Respuesta inmune adaptativa, adquirida o específica: es la segunda línea de defensa. Son mecanismos que no se activan si no se ha estado expuesto a un agente infeccioso. Es específica (reconoce de forma individual los antígenos) y tiene memoria, por lo que otorga inmunidad. Puede ser humoral (mediada por linfocitos B) y celular (mediada por linfocitos T).

• Todas las células del sistema inmune se forman a partir de células madre pluripotentes hematopoyéticas presentes en la médula ósea y el hígado fetal. A partir de éstas células se originan dos líneas celulares:

1. Línea mieloide: células de la respuesta inmune innata. Son los megacariocitos, mastocitos, basófilos, eosinófilos, neutrófilos y monocitos.
2. Línea linfoide: células de la respuesta inmune adquirida. Son las células NK, los linfocitos B y los linfocitos T.

Las citoquinas o citocinas son mensajeros químicos que comunican a las células del sistema inmune entre sí y controlan procesos como la proliferación y diferenciación celular, quimiotaxis, producción de anticuerpos etc.

Vamos a profundizar en las diferentes respuestas inmunes, comenzando por la innata.
La respuesta inmune innata es la primera en actuar, la más rápida y la más primitiva con respecto a la evolución. Está formada por barreras y mecanismos defensivos que pueden controlar la infección hasta que actúe la respuesta adquirida. Éstas barreras y mecanismos son los siguientes:

• Barreras externas, que tratan de impedir la entrada de los patógenos. Están formadas por:

1. La piel: prácticamente impermeable para los MO si no tiene ningún daño. Es vulnerable a heridas o quemaduras. Tiene secreciones que fortalecen su defensa como el sudor y las secreciones sebáceas.
2. Las mucosas: epitelios húmedos que se encuentran en los orificios corporales (boca, ojos...), que producen secreciones como saliva, lágrimas y mucus, que atrapa a los MO y contiene inmunoglobulina A y defensinas.
3. Digestivo: el pH ácido del estómago y las enzimas del intestino delgado destruyen MO.
4. Temperatura corporal: la fiebre moderada combate las infecciones.
5. Hierro en sangre: si disminuye, inhibe le crecimiento de las bacterias.
6. Flora bacteriana autóctona: los MO de la piel y mucosas (microbiota) protegen de patógenos.

• El sistema del complemento, complementa la actuación de los anticuerpos. Lo forman unas 30 glucoproteínas (C1,C2...) y fragmentos que viajan por la sangre. Se forman en el hígado y por los macrófagos a nivel local. El sistema se activa cuando detecta un antígeno y se desencadena una activación secuencial en cascada, y unas proteínas activan a otras. Se unen a los antígenos o a los complejos antígeno-anticuerpo, y por último los fagocitos son atraidos (opsonización) y las células extrañas destruidas (citolisis por complejos de ataque a membranas).
• Las proteínas antimicrobianas, también contribuyen a la defensa contra agentes patógenos e incluye la lisozima, las defensinas, las proteínas del sistema del complemento y los interferones que son unas veinte glucoproteínas que interfieren en las infecciones víricas y en tumores, protegen a las células sanas e impiden la replicación vírica en las infectadas y la proliferación de células tumorales.
• La reacción inflamatoria, se da en una zona localizada que tiene infección. Dificulta la reproducción de patógenos, favorece su destrucción y estimula la reparación de tejidos dañados. Consta de:

1. Vasodilatación, que aumenta el riego sanguíneo de la zona afectada con calor, rubor, edema y dolor y favorece la llegada de leucocitos.
2. Atracción de leucocitos: liberar ciertas sustancias locales atrae a macrófagos, neutrófilos y linfocitos.
3. Formación de coágulos en capilares: para evitar que los patógenos se extiendan por la sangre.

• Las células del sistema inmune innato, son las de la inmunidad natural, aunque algunas participan en la inmunidad adquirida. Son las siguientes:

1. Células de la reacción inflamatoria

• Plaquetas: fragmentos de citoplasma de megacariocitos sin núcleo. Participan en la coagulación sanguínea y liberan serotonina, que contribuye a la reacción inflamatoria y reparación de tejidos.
• Mastocitos o células cebadas: se hallan en tejidos y contienen gránulos con histaminas, que contribuyen a la reacción inflamatoria y a las alergias.
• Leucocitos basófilos: con núcleo con varios lóbulos, también contienen histaminas y leucotrienos, que contribuyen a la reacción inflamatoria.

2. Fagocitos
Células que tienen pseudópodos con los que engloban y destruyen sustancias extrañas y células envejecidas o tumorales. Incluyen a varios tipos de leucocitos:

• Leucocitos eosinófilos. Con núcleo lobulado y citoplasma con gránulos. Intervienen sobre todo en parasitosis.
• Leucocitos neutrófilos. Con núcleo polilobulado y citoplasma con gránulos. Van al lugar de la infección, atravesando los capilares (diapedesis) y fagocitando patógenos como los macrófagos. Dan lugar a pus.
• Monocitos: con un gran núcleo en herradura. Se hallan en sangre y linfa, escapando por diapedesis y convirtiéndose en macrófagos y células dendríticas.
• Macrófagos: derivados de los monocitos, junto a los neutrófilos actúan por fagocitosis contra patógenos, células envejecidas y células tumorales.
• Células dendríticas: derivan de monocitos que se hallan en tejidos expuestos a patógenos. Éstos fagocitan a los agentes patógenos, migran al bazo o ganglios linfáticos, y se transforman en células dendríticas, con aspecto ramificado. Entonces actúan como células presentadoras de antígenos ante los linfocitos T.

3. Linfocitos NK

Carecen de especificidad y memoria. Atacan a células tumorales o infectadas por virus, a las que obligan a la apoptosis (suicidio celular).

A continuación hablaremos de la respuesta inmunitaria adaptativa.

La respuesta inmunitaria adaptativa actúa cuando la innata no ha expulsado al patógeno. Es muy específica, ataca selectivamente a los antígenos. Es más lenta que la innata y elabora dos tipos de respuesta:

• Respuesta celular: mediada por linfocitos T. Destruyen los MO que presentan el antígeno detectado, así como las células propias infectadas por ellos (virus).
• Respuesta humoral: mediada por linfocitos B, que se encarga de  fabricar anticuerpos específicos de los antígenos detectados. Coopera con el sistema del complemento.

El sistema linfático también contribuye a la defensa del organismo, además de intervenir en el drenaje de tejidos y la absorción de lípidos en el digestivo. Está formado por vasos linfáticos y ganglios linfáticos. Contiene células como los linfocitos, macrófagos y células dendríticas. Los linfocitos formados en la médula ósea y en el hígado fetal, maduran en los órganos linfoides primarios y pasan a los órganos linfoides secundarios.

• Órganos linfoides primarios o centrales: son el timo (donde maduran los linfocitos T) y la médula ósea roja y el hígado fetal (donde maduran los linfocitos B).
• Órganos linfoides secundarios o periféricos: es donde los linfocitos interaccionan por primera vez con un antígeno y se desencadena la respuesta inmunitaria adaptativa, donde "entran en acción".

Pero, ¿qué hacen los linfocitos T y B?

• Los linfocitos T se producen en la médula ósea y maduran en el timo, donde adquieren receptores de membrana llamados TCR. Así se originan dos ramas de descendencia de linfocitos T: CD4+ y CD8+. Los principales tipos de linfocitos T son:
• Linfocitos TH: que son CD4+ y se activan ante células presentadoras de antígeno. Éstos linfocitos activan a otros linfocitos, tanto T como B.
• Linfocitos Tc o citotóxicos: que son CD8+ y se activan ante células tumorales o infectadas por virus, a las que destruyen.
• Linfocitos Treg y Ts: que son CD4+ y CD8+, respectivamente, y cuya función es suprimir la respuesta inmunitaria una vez destruido el antígeno, así como prevenir enfermedades autoinmunes.
• Los linfocitos B se forman en el hígado fetal y luego en la médula ósea, donde maduran. Adquieren unos receptores llamados BCR, que reconocen antígenos, los fagocitan y los presentan a los linfocitos TH que activan a los linfocitos B, que se convierten en células plasmáticas productoras de anticuerpos.

El organismo desarrolla la inmunidad tras las respuestas primaria y secundaria:

El primer contacto con el antígeno da lugar a la respuesta primaria, con producción de anticuerpos. Parte de los linfocitos TH, TC y B generados permanece “alerta” durante varios años o toda la vida, son los linfocitos de memoria, que permiten que cuando pase un tiempo, se vuelva a contactar con el mismo antígeno y se de la respuesta secundaria, ésta será más rápida y eficaz e impedirá la infección, porque "recuerda" a ese antígeno. Es ahí cuando se ha generado inmunidad.

Existen varias características de la respuesta adaptativa:

• Especificidad: los linfocitos TH, TC y B originados en la respuesta adaptativa tienen receptores que son inmunoglobulinas específicas del antígeno reconocido. Los anticuerpos producidos son también específicos de dichos antígenos.
• Tolerancia: el sistema inmune es tolerante frente a las células propias porque, según la hipótesis más aceptada, durante el desarrollo embrionario se destruyen todos los linfocitos que producen anticuerpos frente a antígenos propios y si este mecanismo falla, aparecen enfermedades autoinmunes.
• Memoria: la respuesta primaria produce dos tipos de poblaciones: linfocitos efectores (que ejecutan la respuesta adaptativa humoral y celular) y los linfocitos de memoria (que producen inmunidad y originan una respuesta secundaria rápida y eficaz).

Hablaremos ahora de los anticuerpos:
Los anticuerpos o inmunoglobulinas (Ig) son glucoproteínas fabricadas por las células plasmáticas, que derivan de los linfocitos B cuando los activa un antígeno. Las Ig son específicas y se unen al antígeno que indujo su formación en una parte del antígeno llamada epítopo o determinante antigénico. Se encuentran en la sangre, linfa, secreciones y en la membrana de los linfocitos B.

Los monómeros de Ig tienen forma de "Y". Una Ig puede estar formada por 1, 2 o 5 monómeros, cada uno de ellos formado por cuatro cadenas polipeptídicas: dos cadenas ligeras idénticas (L) y dos cadenas pesadas idénticas (H), unidas por enlaces no covalentes y covalentes (puentes disulfuro). Las cadenas tienen en el extremo amino terminal, una región variable que difiere mucho de Ig. En el extremo carboxilo terminal presentan una región constante muy similar en las distintas Ig. La Ig se unen específicamente a los antígenos en un lugar situado en la zona variable, el parátopo.

En vertebrados, existen 5 clases de Ig:

• IgG: la más abundante. Se encuentra en la sangre, linfa e intestinos. Tiene una estructura monomérica. Estimula la fagocitosis, neutraliza las toxinas y desencadena el sistema del complemento como protección frente a virus y bacterias. Son los únicos anticuerpos que pasan de la placenta al feto.
• IgA: tiene una estructura monomérica. Está en la saliva, lágrimas, secreciones mucosas, sangre y linfa. Protege sobre todo las membranas mucosas.
• IgM: tiene una estructura pentamérica. Es el primero de los anticuerpos en ser excretado después de la exposición a un antígeno. Está en la sangre y la linfa. Causa aglutinación y la lisis de los microbios. Está presente también como monómero en la membrana de las células B donde actúa como receptor para los antígenos.
• IgD: tiene una estructura monomérica. Está en la sangre y en la linfa. Está presente en la membrana de las células B donde actúa como receptor para los antígenos. Participa en la activación de las células B.
• IgE: tiene una estructura monomérica. Se encuentra en los mastocitos y en los basófilos. Está implicada en las reacciones alérgicas.

La unión antígeno-anticuerpo, activa las Ig, que tendrán efectos muy diversos: neutralización de MO y sus toxinas, aglutinación, opsonización y fagocitosis, y activación del complemento.

El sistema inmune, como ya hemos visto, tiene la característica de memoria la cual, aporta inmunidad a los organismos. Hay:

• Inmunidad natural o innata: es inespecífica, carece de memoria, está presente antes del contacto con antígenos y no aumenta por la exposición a los mismos.
• Inmunidad adquirida o adaptativa: es específica, produce memoria e inmunidad, se activa sólo en presencia de antígenos y se vuelve más intensa tras la exposición a éstos.

Éstas puede adquirirse de manera natural, entrando en contacto con el antígeno (activa) o por los anticuerpos transmitidos por la madre hacia el feto (pasiva); y de manera artificial con vacunas (activa) y sueros (pasiva).

La inmunización pretende aumentar la eficacia del sistema inmunitario frente a infecciones. Puede ser activa y pasiva.

• Inmunización activa: las vacunas (se inyectan uno o más antígenos en el organismo). Método preventivo para enfermedades infecciosas. Producen una respuesta primaria, con formación de linfocitos B y T específicos y de memoria y así cuando el organismo se exponga de nuevo al mismo antígeno, se dará una respuesta secundaria, más rápida y eficaz. Hay distintos tipos de vacunas:

• Atenuadas e inactivas: formadas por MO tratados para ser inocuos (atenuadas) o muertos pero inmunógenos (inactivas).
• De antígenos purificados: formadas por subunidades de antígenos purificados o por toxoides, toxinas inactivas.
• De antígenos sintéticos: vacunas con antígenos sintetizados mediante las técnicas del ADN recombinante.
• Vectores virales: en experimentación. Serían vacunas con virus que lleven genes que codifican para antígenos microbianos.
• Vacunas de ADN: con plásmidos bacterianos que contienen genes de antígenos.

• Inmunización pasiva: es la sueroterapia, que consiste en inyectar anticuerpos específicos o de linfocitos T activados para luchar contra una determinada enfermedad. Es un método curativo, al contrario que las vacunas, no genera memoria y sólo se mantiene mientras el anticuerpo permanezca en el individuo. Se utiliza frente a toxinas letales (tetánica, botulínica) y frente a venenos.