Mecanismos Específicos: Respuesta Inmune

La respuesta inmunitaria específica la lleva a cabo el Sistema Inmunitario, formado básicamente por millones de células denominadas linfocitos y por moléculas de proteínas, los anticuerpos. Una de las características más importantes de este sistema es que nos provee de defensas específicas ante parásitos, órganos trasplantados, células cancerosas y sustancias tóxicas fabricadas por ellos. Otro rasgo fundamental del sistema es que tiene capacidad de distinguir lo propio de lo ajeno, alcanzando una alta eficacia especialmente en mamíferos, dado que nuestro sistema inmunitario nos defiende de las agresiones de células externas o de sustancias tóxicas segregadas por ellas, las cuales serían destruidas. Numerosos patógenos activan la respuesta inmunitaria específica desde el momento de la invasión.

La defensa inmunitaria la llevan a cabo directamente los linfocitos, un tipo de glóbulos blancos que se forman en la médula ósea roja. Estos son de dos tipos:

• Linfocitos B (Respuesta humoral)
• Linfocitos T (Respuesta celular)

Tipos de Respuesta Inmune

Los linfocitos B fabrican anticuerpos, proteínas que actúan de forma específica ante la presencia de un antígeno (toda célula capaz de desencadenar una respuesta inmunitaria). Estos anticuerpos segregados por los linfocitos B se vierten a la circulación general y se unen específicamente a los antígenos responsables de su formación. Este tipo de respuesta inmunitaria recibe el nombre de respuesta inmunitaria humoral o química.

Los linfocitos T llevan a cabo la respuesta inmunitaria mediada por células. Esta respuesta supone la destrucción de antígenos extraños que se encuentran sobre la superficie de la célula invasora, bien directamente por los linfocitos T o porque estos inducen a otras células a hacerlo.

Sistema Inmunitario

Los linfocitos se originan por diferenciación de las células madre de la médula ósea roja y se transformarán en uno u otro tipo según el lugar donde maduran. Las estructuras en las que se produce tal maduración son los órganos linfoides primarios:

• El timo, produce linfocitos T.
• La médula ósea, produce linfocitos B.
• La bolsa de Fabricio.

Los Antígenos

Toda sustancia capaz de desencadenar una respuesta inmunitaria recibe el nombre de antígeno. Los antígenos son macromoléculas que pertenecen a los microorganismos y, muy extrañas al organismo que produce la respuesta inmunitaria. Pero también pueden actuar como antígenos moléculas de otro individuo de la misma especie, como las mucoproteínas del sistema AB0 sanguíneo humano, o moléculas del propio animal, volviéndose el aparato inmunológico contra uno mismo en el fenómeno llamado autoinmunidad.

Esto último es un sistema muy raro, puesto que el sistema inmunitario de un animal tiene capacidad para reconocer las moléculas propias y diferenciarlas de las extrañas. Los antígenos presentan una pequeña zona de su molécula llamada determinante antigénico, mediante la cual se unen específicamente a los receptores de membrana de los linfocitos. En los antígenos proteicos, el determinante suele estar formado por sólo cuatro o cinco aminoácidos. El antígeno se dice que es univalente cuando tiene un solo determinante antigénico en su molécula, de modo que únicamente se puede unir a él un anticuerpo, mientras que es polivalente cuando tiene varios lugares de unión del mismo o diferentes anticuerpos.

Los antígenos se diferencian de los llamados haptenos en que éstos son pequeñas moléculas que tienen capacidad para unirse a anticuerpos específicos, pero que por sí solos no son inmunogénicos, es decir, no estimulan ni la producción de anticuerpos ni la de células inmunocompetentes. La presencia de determinados antígenos en el cuerpo de un animal estimula la proliferación de los linfocitos que tienen los receptores específicos contra esos antígenos. Esta idea de formación de linfocitos específicos recibe el nombre de teoría de la selección clonal.

Inmunoglobulinas o Anticuerpos

Así como los antígenos son grandes moléculas de naturaleza química variada, los anticuerpos son todos ellos proteínas que reciben colectivamente el nombre de inmunoglobulinas. La especificidad de estas proteínas ante los diferentes antígenos es semejante a la de la enzima con respecto a su sustrato, y también como en ellos el tipo de unión entre ambas moléculas no es covalente.

Tipos:

• IgM: Es un pentámero con cinco subunidades, es el primer anticuerpo que se sintetiza ante la presencia de un antígeno y la inmunoglobulina más primitiva o, lo que es lo mismo, la primera en aparecer en el curso de la evolución. Aumentan la fagocitosis al ser opsoninas.
• IgG: Es un monómero y el anticuerpo más abundante del suero. Aparece más tarde que la IgM durante la respuesta inmune. Es la única que atraviesa la placenta y alcanza la circulación fetal, estando también presente en el calostro, primera secreción de las glándulas mamarias. Protege al feto y al recién nacido de infecciones.
• IgA: Existe en forma de monómero o como dímero formado por dos unidades básicas. Se encuentra en muchas secreciones del organismo, como saliva, lágrimas, leche y en el intestino. La IgA protege las cavidades externas del cuerpo y sus membranas mucosas contra la infección.
• IgD: Es un monómero que existe en muy pequeñas cantidades en el suero humano. Su función es poco conocida y parece ser que la interacción entre esta inmunoglobulina y un antígeno específico estimula a los linfocitos B a iniciar la producción de un anticuerpo determinado.
• IgE: Este anticuerpo también es una proteína monomérica, interviene en las infecciones parasitarias y es la responsable de determinadas reacciones alérgicas, como el asma o la fiebre del heno.

Reacción Antígeno-Anticuerpo

Las estructuras químicas del antígeno se denominan determinantes antigénicos y la especificidad de la respuesta inmunitaria va dirigida a ellos. Cuando se ponen en contacto un antígeno con el anticuerpo específico, reaccionan uniéndose mediante un enlace no covalente entre la zona específica de la inmunoglobulina y los determinantes antigénicos de la molécula de antígeno. La combinación del anticuerpo con el antígeno desencadena una serie de procesos capaces de neutralizar y eliminar a una sustancia extraña.

• Precipitación: Se produce entre antígenos y anticuerpos solubles que al unirse forman agregados insolubles de ambas moléculas que precipitan.
• Aglutinación: Los anticuerpos se dirigen contra los antígenos que se encuentran en la superficie de ciertas células como microorganismos o glóbulos rojos. El anticuerpo se combina con los antígenos de superficie y forma aglomerados de células. La hemaglutinación se produce entre los anticuerpos del plasma sanguíneo y los antígenos de los glóbulos rojos de la sangre de diferente grupo sanguíneo.
• Neutralización: La unión de los receptores específicos del anticuerpo al antígeno bloquean la acción de éstos contra las células de los tejidos invadidos.
• Opsonización: La llevan a cabo anticuerpos que reciben el nombre de opsoninas. Las opsoninas se unen a los antígenos presentes en superficies celulares de bacterias y forman un revestimiento que favorece la fagocitosis por los macrófagos.

Respuesta Inmunitaria Mediada por Células

Este tipo de respuesta la llevan a cabo los linfocitos T, cuya actividad se dirige contra microorganismos que se encuentran en el interior de las células. Estos patógenos, dentro de las células del huésped, se encuentran protegidos de la actividad destructora de los anticuerpos. La respuesta inmunitaria de los linfocitos T es tan específica como la humoral. Existen pruebas que confirman que los linfocitos T poseen receptores en su membrana que detectan la presencia de antígenos extraños al organismo. La naturaleza de estos receptores está por aclarar, pues si bien en un principio determinadas experiencias indicaban que podían tratarse de anticuerpos, estudios posteriores de genética molecular han demostrado que los receptores existentes en las membranas de los linfocitos T no pertenecen al grupo de las inmunoglobulinas.

Las células con memoria inmunológica viven durante años dando una respuesta precoz y rápida, mientras que las células efectoras se diferencian en tres tipos de linfocitos T:

• Linfocitos T citotóxicos: Estas células destruyen por contacto, en breves minutos, células extrañas, cancerosas o de tejidos transplantados.
• Linfocitos T colaboradores: Colaboran con otras células para dar una respuesta inmunitaria eficaz y rápida. Así, activan a los linfocitos B T dependientes para que éstos se transformen en células plasmáticas. Este tipo de linfocitos son necesarios para que los linfocitos T citotóxicos y supresores respondan a los antígenos. Otra función importante consiste en que son células productoras de linfoquinas. Estas moléculas no reconocen ni reaccionan con el antígeno, actúan como mensajeros químicos y realizan además un gran número de funciones: reclutar células linfoides no sensibilizadas, atraerlas hacia las zonas de inflamación y retenerlas en esas zonas.
• Linfocitos T supresores: Controlan los circuitos celulares, actuando en la etapa final del control de la respuesta humoral, evitando la excesiva producción de células B y la sobreproducción de anticuerpos específicos, con lo que se atenúa la respuesta inmunitaria una vez eliminado el antígeno.

Cómo los Linfocitos T Reconocen al Antígeno

Para que un linfocito T reconozca al antígeno, éste debe encontrarse en la superficie de la célula propia. Según que el tipo de linfocito T sea citotóxico o colaborador, reconoce el antígeno sobre un tipo de célula u otro. Así, los linfocitos Tc sólo lo reconocen cuando éste se encuentra sobre la superficie de una célula diana, y los linfocitos Th responden cuando el antígeno se encuentra sobre la superficie de una célula presentadora. Esta presentación es necesaria porque este tipo de linfocitos no puede reconocer al antígeno en la forma nativa, necesitando que éste sea transformado, transformación que llevan a cabo precisamente estas células. Los macrófagos captan al antígeno mediante la fagocitosis, digiriéndolo parcialmente, dividiéndolo en fragmentos más pequeños. Estos fragmentos son trasladados después a la superficie del macrófago y, en esta forma, presentados a los linfocitos Th, que ahora los reconocen. Sin embargo, tanto los linfocitos Th como los Tc, antes de reconocer al antígeno, deben asegurarse de que ambas células son propias. Los antígenos CPH o los HLA, que son glucoproteínas de membrana de las células, proporcionan a los tejidos su propia identidad química.

Respuesta Inmunitaria Humoral

La llevan a cabo los linfocitos B, células programadas individualmente para el reconocimiento de un solo antígeno específico. Los linfocitos B no producen directamente los anticuerpos, sino que es necesario que se transformen, en el curso de la respuesta inmunológica, en células plasmáticas encargadas de la producción de anticuerpos. Los linfocitos B que no han entrado en contacto con su antígeno específico reciben el nombre de células vírgenes. La unión entre el anticuerpo del linfocito y el antígeno invasor específico induce a los linfocitos a diferenciarse en:

• Células plasmáticas: Productoras de muchos anticuerpos solubles, no unidos a la membrana, que pasan al torrente circulatorio.
• Células de memoria: Que se multiplican mitóticamente dando clones de células idénticas, parte de las cuales se mantendrán en reserva para responder de forma más eficaz a la reaparición del antígeno.

Algunos linfocitos B, llamados T dependientes, requieren para su activación no sólo la fijación directa del antígeno específico, sino también la colaboración de un determinado tipo de linfocito T.

Ciclo de los Virus

El ciclo vital vírico requiere una célula huésped de donde obtener materia y energía para sintetizar nuevos ácidos nucleicos y capsómeros.

Ciclo del bacteriófago T4:

A este ciclo se le denomina ciclo lítico porque conduce a la destrucción de la célula huésped.

1. Fase de fijación o adsorción: Hay una gran especificidad en el reconocimiento de los virus por sus células huésped. Existen componentes moleculares en la superficie de las células que actúan como receptores que permiten la adhesión de los viriones. Los bacteriófagos se fijan inicialmente a través de las puntas de las fibras caudales mediante enlaces químicos y posteriormente de forma mecánica, al clavar las espinas basales en la pared bacteriana.
2. Fase de penetración: El bacteriófago, mediante enzimas lisozimas situadas en su placa basal, perfora la pared celular de la bacteria y luego contrae la vaina de la cola e introduce el ADN a través del orificio practicado, con lo que el genoma vírico pasa directamente al citoplasma.
3. Fase de eclipse: Es cuando hay una mayor actividad metabólica inducida por la penetración del virus. Inicialmente, el ácido nucleico vírico, utilizando nucleótidos y la enzima ARN-polimerasa del huésped, dirige la síntesis de gran cantidad de ARNm viral. Este ARNm sirve de base para la síntesis de proteínas del virus. El ADN vírico sufre múltiples procesos de replicación, utilizando para ello los complejos enzimáticos de la bacteria.
4. Fase de ensamblaje: Los capsómeros se reúnen formando la cápsida, mientras que el ácido nucleico vírico se pliega y penetra en la misma.
5. Fase de lisis o liberación: En esta fase, los nuevos viriones salen al exterior debido a la acción de la enzima endolisina, que actúa induciendo la lisis de la bacteria. Los viriones hijos son ya capaces de infectar otras bacterias.

Ciclo Lisogénico

Algunos virus, al infectar a una célula, no la destruyen, pero su genoma pasa a incorporarse al ADN de la célula huésped, permaneciendo en ésta de vida latente. A estos virus se les denomina virus atenuados o profagos, y a la célula receptora, célula lisogénica. El ADN del profago puede permanecer en forma latente durante varias generaciones de la célula huésped, hasta que un estímulo induzca la separación del profago, que iniciará un ciclo lítico típico. Mientras la célula posea el ADN profago, será inmune frente a infecciones de este mismo virus. Esta inmunidad se heredará de generación en generación en la célula huésped, ya que el profago se hereda junto con el ADN celular.