El Proceso Inmunitario
Concepto de Infección
La infección se define como la invasión de un organismo hospedador por un agente patógeno. Esta invasión desencadena una lucha entre el hospedador y el patógeno. En términos precisos, la infección implica la presencia del patógeno, ya sea dentro o fuera del hospedador. Las vías de infección más comunes incluyen heridas en los tegumentos y rupturas en las mucosas. Una vez dentro, el patógeno se desplaza por vía linfática o sanguínea hasta un tejido específico donde se reproduce. Para que la infección progrese, el patógeno debe superar los mecanismos de defensa del hospedador. Si tiene éxito, se desarrolla la enfermedad. El tiempo entre la penetración del patógeno y la aparición de los síntomas se denomina período de incubación.
Mecanismos de Defensa Orgánica
Los avances en Biología Molecular y Genética han mejorado significativamente nuestra comprensión de los procesos inmunológicos. Ahora sabemos que la respuesta inmunitaria a un antígeno es una compleja serie de eventos regulados por mecanismos moleculares y genéticos. Todos los organismos tienen mecanismos de defensa contra los patógenos. Estos mecanismos se clasifican en:
- Inespecíficos: Impiden la entrada de patógenos o los destruyen rápidamente.
- Específicos: Provocan una respuesta inmunitaria.
Mecanismos de Defensa Inespecíficos: Barreras Naturales y Respuesta Inflamatoria
Estos mecanismos actúan contra cualquier microorganismo o sustancia extraña y son de tres tipos:
- Barreras naturales (barreras primarias): Incluyen la piel y las secreciones mucosas.
- Piel: Para invadir el cuerpo, los microbios deben atravesar la piel, penetrar por orificios naturales o a través de heridas. La piel es una barrera formidable debido a su grosor, la presencia de escamas, plumas o pelos en la epidermis, la flora bacteriana residente y secreciones como el sudor, que crea un pH ácido.
- Secreciones mucosas: Contienen enzimas bactericidas (lisozimas) presentes en el moco, la saliva, las lágrimas y el semen. Algunas secreciones, como la gástrica, tienen un pH ácido que destruye microorganismos.
- Microflora normal del organismo (también barreras primarias): Compuesta por microbios comensales o mutualistas que inhiben el crecimiento de otros microorganismos.
- Respuesta celular inespecífica (barrera secundaria): Se activa cuando los patógenos acceden a los tejidos debido a una lesión (heridas, quemaduras, etc.). Esta respuesta incluye:
- Liberación de interferones (glucoproteínas) por las células infectadas, que estimulan a las células vecinas a sintetizar proteínas antivirales.
- Liberación de histamina y serotonina por las células afectadas, lo que desencadena la inflamación. Esto implica un flujo de sangre con fagocitos que digieren patógenos, sustancias extrañas y células muertas.
- Liberación de anticuerpos del plasma que se filtran de los capilares a los tejidos lesionados para una respuesta más específica.
Mecanismos de Defensa Específicos: Concepto de Respuesta Inmunitaria
Cuando los mecanismos inespecíficos son insuficientes, se activa la respuesta inmunitaria. Esta respuesta se basa en la capacidad del organismo para distinguir entre lo propio y lo extraño. Cada organismo reconoce sus propias células gracias a moléculas proteicas o glucídicas en su superficie, que difieren de las de otras células, incluso de la misma especie. Existen dos tipos de respuesta inmunitaria:
- Respuesta Humoral
- Respuesta Celular
Inmunidad y Sistema Inmunitario
La inmunidad es el estado de resistencia de un individuo a la infección. Un organismo es inmune a un antígeno cuando puede destruirlo o desactivarlo sin sufrir enfermedad. El sistema inmunitario comprende las células y moléculas involucradas en los procesos de inmunidad. Reconoce moléculas extrañas (antígenos) y desencadena reacciones para destruirlas o neutralizarlas. El sistema inmunitario también defiende contra infecciones microbianas y alteraciones celulares (tumores).
Componentes del Sistema Inmunitario
El sistema inmunitario se compone de órganos donde se originan, transforman y acumulan los linfocitos. Los linfocitos se originan a partir de células madre en la médula ósea y maduran en los órganos linfoides primarios:
- Timo: Produce linfocitos T.
- Médula ósea: Produce linfocitos B.
Después de madurar, los linfocitos circulan por la sangre y la linfa hasta los órganos linfoides secundarios (ganglios linfáticos, bazo, amígdalas, apéndice, placas de Peyer y adenoides). Los linfocitos T y B se diferencian por las moléculas de superficie:
- Linfocitos B: Presentan inmunoglobulinas (anticuerpos) que detectan antígenos (respuesta humoral).
- Linfocitos T: Tienen receptores que reconocen fragmentos de antígenos en la superficie de otras células (respuesta celular).
Concepto y Naturaleza de los Antígenos
Los antígenos son sustancias con las siguientes características:
- Exógenas (extrañas al organismo).
- Inmunogénicas (capaces de inducir la formación de anticuerpos).
- Reaccionan específicamente con anticuerpos.
- Tienen naturaleza química variada (proteínas, polisacáridos, etc.) y alto peso molecular.
- Se localizan en la superficie de patógenos o son sustancias liberadas por ellos.
Los antígenos constan de:
- Portador de la antigenicidad: Una macromolécula, generalmente una proteína.
- Determinantes antigénicos (epítopes): Pequeñas moléculas con una configuración espacial específica que es reconocida por un anticuerpo.
Los antígenos se unen a los receptores de los linfocitos a través de los epítopes. Si tienen un solo sitio de unión, son univalentes; si tienen varios, son polivalentes. Un antígeno puede inducir la producción de varios anticuerpos, uno para cada epítope. Los haptenos son moléculas que se unen a anticuerpos pero no inducen su formación.
Tipos de Respuesta Inmunitaria: Humoral y Celular
Existen dos tipos de respuesta inmunitaria:
- Respuesta Humoral (mediada por anticuerpos): Los linfocitos B producen anticuerpos que destruyen al agente invasor.
- Respuesta Celular (mediada por células): Los linfocitos T atacan directamente al patógeno.
Respuesta Humoral
Concepto, Estructura y Tipos de Anticuerpos
La respuesta humoral implica la síntesis de anticuerpos por los linfocitos B. Cuando un antígeno entra al organismo, se une a un linfocito B con el anticuerpo específico. Esta unión estimula la división y diferenciación del linfocito B en:
- Células plasmáticas: Linfocitos B maduros que producen grandes cantidades de anticuerpos.
- Células con memoria: Linfocitos B inmaduros que permanecen en circulación y producen pequeñas cantidades de anticuerpos durante mucho tiempo, proporcionando memoria inmunológica.
La comunicación entre células inmunes e inflamatorias está mediada por interleucinas, que promueven el crecimiento, la diferenciación y la activación celular. Los anticuerpos (inmunoglobulinas, Ig) son glucoproteínas producidas en respuesta a un antígeno específico y se encuentran en la sangre, la linfa y las secreciones corporales. Están compuestas por dos cadenas pesadas (H) y dos cadenas ligeras (L) unidas por puentes disulfuro, formando una estructura en forma de Y. Tienen una porción variable (extremos de las cadenas H y L) que se une al antígeno y una porción constante. Existen cinco tipos de Ig, siendo la IgG la más abundante y la única que atraviesa la placenta.
Células Productoras de Anticuerpos: Linfocitos B
Los linfocitos B se forman en la médula ósea y son responsables de la inmunidad humoral. Tienen anticuerpos en su superficie que reaccionan con antígenos. Al contactar con un antígeno, se convierten en células plasmáticas, que producen anticuerpos.
Reacción Antígeno-Anticuerpo
La formación del complejo antígeno-anticuerpo es una reacción específica. Cada epítope se une a un anticuerpo específico. Esta unión puede desencadenar varias reacciones defensivas:
- Aglutinación: Los anticuerpos se unen a varios antígenos, formando una masa que inmoviliza a los patógenos.
- Neutralización: La unión bloquea la actividad del patógeno o su toxina.
- Opsonización: Los complejos antígeno-anticuerpo estimulan la fagocitosis.
- Activación del sistema del complemento: Las proteínas del complemento se unen al patógeno, inactivándolo y atrayendo fagocitos.
El Sistema del Complemento
El sistema del complemento consta de 18 proteínas en el plasma sanguíneo que complementan la acción de los anticuerpos. Actúan uniéndose a patógenos para su fagocitosis o destruyéndolos directamente al perforar su membrana. El sistema del complemento también puede ser activado por complejos antígeno-anticuerpo. Las células del organismo están protegidas porque tienen proteínas que inactivan el complemento.
Respuesta Celular
Concepto
La respuesta celular, o inmunidad mediada por células, se basa en la actividad de los linfocitos T y los macrófagos. El mecanismo de acción es el siguiente:
- Los macrófagos fagocitan y digieren el antígeno, fragmentándolo en péptidos.
- Los macrófagos sintetizan el complejo principal de histocompatibilidad (MHC), que reconoce los péptidos.
- El MHC se une a los péptidos y los transporta a la superficie del macrófago.
- Los linfocitos T reconocen los péptidos unidos al MHC.
- El reconocimiento activa al linfocito T, que se divide y diferencia en varios tipos de linfocitos T.
Cuando una célula es infectada por un virus, sintetiza MHC que se une a péptidos virales y los presenta en la superficie, permitiendo al sistema inmunitario detectar la infección.
Tipos de Células Implicadas: Linfocitos T, Macrófagos
Los tipos de linfocitos T son:
- Linfocitos T citotóxicos (células asesinas): Destruyen células infectadas liberando proteínas como citotoxinas (degradan la membrana), citocinas (inhiben la replicación viral) y linfocinas (activan macrófagos).
- Linfocitos T colaboradores: Reconocen péptidos presentados por macrófagos y liberan linfocinas que estimulan otros linfocitos (T citotóxicos, B) y la inflamación.
- Linfocitos T con memoria: Permanecen en el tejido linfático y proporcionan memoria inmunológica.
Los distintos elementos del sistema inmunitario actúan de forma coordinada.
Respuestas Primaria y Secundaria. Memoria Inmunológica
La presencia de antígenos desencadena la respuesta inmune. Hay dos tipos:
- Respuesta inmune primaria: Se produce en el primer contacto con el antígeno. Se producen anticuerpos IgM, que aumentan y luego disminuyen.
- Respuesta inmune secundaria: Se produce en el segundo contacto con el antígeno. Es más rápida e intensa, con producción de IgG que persiste durante años. Esto se debe a la memoria inmunológica, proporcionada por las células de memoria.
Tipos de Inmunidad. Sueros y Vacunas
Tipos
La inmunidad es la resistencia a la infección. Puede ser congénita (natural) o adquirida. La inmunidad congénita puede ser:
- Activa: Se adquiere al superar una enfermedad.
- Pasiva: Se adquiere durante el desarrollo embrionario.
La inmunidad adquirida puede ser:
- Activa: Se adquiere mediante vacunación.
- Pasiva: Se adquiere mediante sueroterapia.
Sueros y Vacunas
La vacunación consiste en inyectar microbios muertos o atenuados para inducir inmunidad activa. La sueroterapia consiste en administrar anticuerpos específicos contra una enfermedad, proporcionando inmunidad pasiva de corta duración.
Alteraciones del Sistema Inmunitario
El sistema inmunitario normalmente distingue entre moléculas propias y extrañas. Sin embargo, a veces se producen alteraciones:
- Autoinmunidad
- Hipersensibilidad (alergia)
- Inmunodeficiencia
Hipersensibilidad (Alergia)
La hipersensibilidad es una reacción exagerada a un antígeno inocuo (alérgeno). La anafilaxis es una reacción alérgica grave que puede ser mortal.
Autoinmunidad
La autoinmunidad ocurre cuando el sistema inmunitario ataca las propias moléculas del organismo (autoantígenos), causando enfermedades. Esto se debe a un fallo en la tolerancia, la capacidad de reconocer lo propio.
Inmunodeficiencia
La inmunodeficiencia es una respuesta insuficiente a los patógenos. Puede ser congénita (genética) o adquirida (después del nacimiento, por ejemplo, por cáncer o VIH).
Inmunodeficiencia Adquirida: el SIDA
El SIDA (Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida) es causado por el VIH (Virus de Inmunodeficiencia Humana), que ataca el sistema inmunitario. El VIH se compone de una cápsida con ARN, transcriptasa inversa y otras enzimas, rodeado por una envoltura. Hay dos cepas: VIH-1 (más común) y VIH-2. El VIH infecta linfocitos T colaboradores, macrófagos y otras células. La infección tiene varias etapas: asintomática, sintomática y SIDA. El contagio se produce por contacto con sangre, relaciones sexuales y de madre a hijo. El diagnóstico se realiza mediante la prueba ELISA. El tratamiento con antirretrovirales ralentiza la reproducción del virus.