Inmunidad: Barreras, Tipos, Órganos y Mecanismos de Defensa

Barreras Secundarias y la Respuesta Inmunitaria

Cuando los microorganismos patógenos logran superar las barreras primarias y entran en el cuerpo, se ponen en marcha las barreras secundarias: la defensa fagocítica, la respuesta inflamatoria y el sistema inmunitario. Las células fagocíticas o fagocitos destruyen a los microorganismos patógenos mediante fagocitosis. Es una respuesta inespecífica. Las principales células fagocíticas son:

Monocitos: células con núcleo con forma de haba y sin granulaciones. Estas células aumentarán su tamaño dando lugar a los macrófagos.
Macrófagos: provienen de un tipo de leucocitos, los monocitos que, tras permanecer en la sangre, migran a los tejidos donde dan lugar a macrófagos. Los macrófagos fagocitan a los patógenos, tras lo cual, no suelen morirse. El macrófago tiene en su superficie unas proteínas, llamadas Complejo Mayor (o Principal) de Histocompatibilidad (MHC) que, una vez que ha fagocitado al patógeno y lo ha digerido gracias a los lisosomas en el interior de su citoplasma, parte de las moléculas del patógeno serán colocadas en la membrana del macrófago, unidas a las proteínas del MHC, de forma que los macrófagos actuarán como células presentadoras de antígenos al resto del sistema inmune.
Neutrófilos o micrófagos: leucocitos del torrente sanguíneo que son atraídas por sustancias que liberan los tejidos infectados, y una vez allí fagocitan a los patógenos. Suelen morirse después de la fagocitosis.

Cuando los microorganismos patógenos atraviesan las barreras primarias y la barrera fagocítica, actúa el sistema inmunitario. El sistema inmunitario está formado por moléculas proteicas (los anticuerpos) y por células especiales que destruyen a los patógenos. Las barreras primarias y la fagocítica son mecanismos de inmunidad innata, ya que están presentes en el organismo desde el nacimiento, e inespecífica, ya que actúan de la misma manera independientemente del patógeno que provoque la infección. El sistema inmune y sus dos respuestas (humoral y celular) son mecanismos de inmunidad adquirida, que se desarrolla a lo largo de la vida cuando el organismo entra en contacto con los patógenos; son, además, específicos, de manera que reconocen el tipo de patógeno y se activan diferencialmente frente a él.

Reacción Inflamatoria

Tras el contacto con un patógeno ocurre una respuesta inflamatoria que incluye los siguientes pasos:

Las células de los tejidos afectados liberan sustancias como la serotonina o la histamina que provocan un aumento del flujo sanguíneo en la zona (enrojecimiento o eritema).
El plasma y los fagocitos abandonan los capilares y se dirigen a la zona afectada (inflamación o edema).
Los fagocitos engullen a los microorganismos, los digieren y expulsan sus restos. Se aprecia pus (mezcla de bacterias y fagocitos muertos, células dañadas y sustancias extrañas).
Otros efectos son el calor local y el dolor.

Inmunidad

La inmunidad es la capacidad de defensa del cuerpo frente a una determinada enfermedad infecciosa o a células propias tumorales. La inmunidad tiene dos características principales:

Es específica para cada enfermedad (patógeno).
Tiene memoria: perdura en el tiempo.

La inmunidad puede ser activa o pasiva:

Activa: es el propio animal el que desarrolla los anticuerpos contra una determinada enfermedad.
Pasiva: El animal recibe los anticuerpos externamente, no los fabrica.

La inmunidad puede ser natural o artificial:

Inmunidad natural: los animales la tienen de forma natural, ya que al enfrentarse a las infecciones su sistema inmunológico actúa contra ellas. Es activa si el propio animal desarrolla los anticuerpos contra la enfermedad, y es pasiva si el animal (la cría) recibe los anticuerpos de la madre.
Inmunidad artificial: la defensa contra las infecciones se adquiere de forma artificial, principalmente con vacunas y sueros:

Vacunas: consisten en inyectar microbios muertos o atenuados de la enfermedad que se quiere prevenir, para que la persona desarrolle anticuerpos específicos frente a esa enfermedad. Es una inmunidad activa.
Sueros: se inyectan anticuerpos específicos contra una enfermedad que se han producido externamente. Es una inmunidad pasiva.

Órganos del Sistema Inmune

Está compuesto por órganos linfoides primarios y secundarios:

Órganos Linfoides Primarios

Constituyen los órganos donde se forman las células del sistema inmune. Son la médula ósea y el timo.

Órganos Linfoides Secundarios

Órganos donde las células del sistema inmunitario terminan su diferenciación o bien se activan produciendo la respuesta inmune. Son el bazo y los ganglios linfáticos.

Médula Ósea Roja

Es un órgano linfoide primario. Se encuentra en el interior de los huesos cortos y planos, en la zona esponjosa de los huesos largos. Tiene capacidad hematopoyética, lo que significa que en su interior aparecen células madre, indiferenciadas, pluripotentes, capaces de originar las células que fluyen por la sangre. En la médula ósea se forman las células del sistema inmune, como son los linfocitos, los macrófagos o los monocitos.

Timo

Es un órgano linfoide primario. Se encuentra en la zona superior del tórax y en él maduran linfocitos T o células T, que migran hacia la sangre a través de los vasos linfáticos.

Bazo

El bazo es un órgano linfoide secundario, situado en la zona abdominal, por detrás del estómago. En él aparecen dos tipos de tejidos, la pulpa roja y la pulpa blanca. La función de la pulpa roja consiste en filtrar la sangre y capturar y destruir los eritrocitos viejos, que han perdido o mermado su función de transporte de oxígeno. La pulpa blanca contiene tejido linfoide en el que se encuentran los linfocitos T y los linfocitos B, que se activan en presencia de antígenos.

Ganglios Linfáticos

Son órganos linfoides secundarios. Se encuentran repartidos por todo el sistema circulatorio linfático. Los ganglios linfáticos filtran la linfa, presentando los antígenos a los linfocitos B y T, con la consiguiente activación de estas células.

Linfocitos

Son células (un tipo de glóbulos blancos o leucocitos) inmunocompetentes, son la base de los dos tipos de inmunidad (celular y humoral).

Se encuentran en la médula ósea roja de los huesos. Hay dos tipos de linfocitos:

Linfocitos B: maduran en la médula ósea (en las aves maduran en la bolsa de Fabricio). Son los responsables de la inmunidad humoral; al entrar en contacto con un antígeno se activan y se transforman en células plasmáticas, que producen los anticuerpos específicos contra el microorganismo que tienen el antígeno.
Linfocitos T: maduran en el timo. Intervienen en la inmunidad celular. Hay tres tipos de linfocitos T. Reconocen los antígenos y frente a ellos actúan de diversas formas:

Linfocitos T citotóxicos: destruyen las células infectadas por virus.
Linfocitos T colaboradores: activan a los linfocitos B para que produzcan anticuerpos, activan a los macrófagos y estimulan la proliferación de otros linfocitos T.
Células supresoras: inhiben la acción de los T colaboradores y por tanto la producción de anticuerpos.
Las células asesinas o NK (natural killer) son un tipo especial de linfocitos que se encargan de destruir algunas células cancerosas o infectadas por virus, pero de forma poco específica.

Células Presentadoras de Antígenos

Son células que se unen a moléculas de antígenos y se las presentan a los linfocitos T para activarlos. La célula presentadora introduce los antígenos en su interior mediante endocitosis. Las enzimas de los lisosomas de esas células degradan los antígenos y los transforman en fragmentos. Parte de esos fragmentos se unen en la membrana a proteínas MHC (complejo principal de histocompatibilidad) y así quedan expuestos en el exterior de las células presentadoras. Los linfocitos T colaboradores reconocen esos fragmentos antigénicos y se activan.

Antígenos

Los antígenos son moléculas extrañas al organismo, capaces de desencadenar respuestas inmunitarias. Los antígenos se unen a anticuerpos específicos, uno para cada uno de ellos. No son células completas, ni virus completos, sino fragmentos de virus o de células extrañas (como por ejemplo una bacteria o una célula tumoral). También pueden ser toxinas liberadas por células extrañas.

Tipos de Antígenos según su Procedencia

Heteroantígenos: moléculas ajenas al individuo, normalmente microorganismos.
Isoantígenos: moléculas de otro individuo de la misma especie.
Autoantígenos: moléculas del propio individuo; generan reacciones de autoinmunidad (el sistema inmunológico actúa contra el propio cuerpo).

Los antígenos pueden ser cualquier tipo de molécula, aunque los más abundantes son los antígenos con estructura proteica. No todo el antígeno se une al anticuerpo; sólo se une una pequeña parte, conocida con el nombre de determinante antigénico o epítopo. La zona del anticuerpo que se une al epítopo se denomina paratopo. Si el antígeno tiene un solo epítopo se denomina antígeno univalente; si tiene varios, de forma que puede unirse a varios anticuerpos se denomina antígeno polivalente. En ocasiones, el antígeno puede unirse a un anticuerpo, pero sin provocar respuesta inmune. Éstos son moléculas con actividad antigénica pero sin actividad inmunogénica. Estas moléculas reciben el nombre de haptenos.

Anticuerpos

Los anticuerpos o inmunoglobulinas (Ig) son glucoproteinas globulares, del grupo de las globulinas, que se unen específicamente a los antígenos. Son producidos por los linfocitos B y viajan por la sangre, la linfa y los líquidos intersticiales. Según si localización, se distinguen dos tipos de anticuerpos:

Anticuerpos de superficie: situados en la superficie de los linfocitos B, son los receptores de antígenos.
Anticuerpos libres: son segregados por los linfocitos B y circulan por la sangre.

Constituidos por cuatro cadenas polipeptídicas: dos pesadas (H) y dos ligeras (L), unidas por puentes disulfuro formando una estructura tridimensional en forma de “Y”, con dos brazos, una zona de bisagra y un tallo. Cada brazo está formado por una cadena ligera y una fragmento de una pesada; el tallo está formado por el resto de las cadenas pesadas. Cada cadena tiene una porción constante y una variable. Las porciones variables presentan secuencias diferentes de aminoácidos y son los dos extremos de la “Y”. Estos extremos son los parátopos, los centros de unión a los antígenos. Como cada anticuerpo tiene dos, es bivalente.

Mecanismo de Acción del Sistema Inmune

Cuando se detectan moléculas extrañas en el cuerpo, se ponen en marcha la respuesta inmune. Según el tipo de linfocitos implicados en ella, se habla, por tanto, de respuesta inmune humoral y celular. Ambas pueden clasificarse, a su vez, en primaria y secundaria, según sea el primer contacto con el antígeno o contactos posteriores.

La respuesta inmune humoral es llevada a cabo por los linfocitos B y está mediada por la acción de los anticuerpos. La detección de un antígeno, desencadena una rápida proliferación de los linfocitos B específicos para él (selección clonal), que se diferenciarán en:

Células plasmáticas: con mucho RER, producen gran cantidad de anticuerpos (IgM).
Células de memoria: se mantienen en sangre durante mucho tiempo (incluso toda la vida). Ante otro contacto con el mismo patógeno, estas proliferan originando otra vez células plasmáticas (productoras ahora de IgG) y más células de memoria.

En la respuesta inmune celular intervienen los linfocitos T y los macrófagos, pero no se fabrican anticuerpos. Es un mecanismo efectivo en la destrucción de células infectadas por patógenos intracelulares y en las células tumorales.

Los macrófagos son conocidos también como células presentadoras de antígenos. Cuando un antígeno logra vencer las barreras primarias y secundarias, es detectado por los macrófagos que lo fagocitan y exponen pequeños péptidos en su superficie asociados a las proteínas del MHC. Los linfocitos T disponen en su membrana de receptores especializados en reconocer esos péptidos que los macrófagos presentan. Una vez reconocidos, se unen a ellos y los linfocitos T comienzan a proliferar y diferenciarse

Respuesta inmune primaria: se produce ante el primer contacto con el antígeno. A los 7 días aprox., aparecen en sangre anticuerpos específicos contra el antígeno, principalmente IgM; la producción de anticuerpos aumenta hasta una fase estacionaria y luego disminuyen.
Respuesta inmune secundaria: se produce cuando se detecta por segunda vez un antígeno. Los anticuerpos (IgG) aparecen en menor tiempo, en mayor cantidad y persisten más. Esta respuesta se debe a la memoria inmunológica.

Según la teoría de la selección clonal, ante la entrada de un antígeno, los linfocitos B con receptores específicos para él, son seleccionados, de entre el repertorio de linfocitos B distintos, y activados. Al activarse el linfocito se divide dando lugar a dos tipos de células: las células de memoria y las células plasmáticas. Las células de memoria circulan por la sangre y órganos linfoides secundarios y cuando detectan el antígeno por segunda vez desencadenan rápidamente la respuesta inmune.

Reacción Antígeno-Anticuerpo

Al reconocer a los antígenos, los anticuerpos se unen a ellos mediante enlaces débiles (fuerzas iónicas, hidrofóbicas…) formando el complejo antígeno-anticuerpo. La unión se produce entre las porciones variables del anticuerpo y los determinantes antigénicos, y es reversible. La unión entre antígeno y anticuerpo es muy específica: un anticuerpo se une solamente con antígenos concretos que le son complementarios.

Se distinguen cuatro tipos de reacciones antígeno-anticuerpo:

Reacción de precipitación: cuando los antígenos son moléculas solubles, los anticuerpos libres de la sangre se unen a ellos formando complejos insolubles que precipitan.
Reacción de aglutinación: cuando los antígenos son moléculas de superficie de otras células (bacterias…), los anticuerpos (denominados aglutinas) se unen a ellas formando agregados de células que sedimentan.
Reacción de neutralización: cuando los antígenos son virus, los anticuerpos se unen a ellos y disminuyen su capacidad infectante. Es reversible.
Reacción de opsonización: cuando los anticuerpos cubren la superficie de los microorganismos que poseen los antígenos, estos son fagocitados más fácilmente por macrófagos y micrófagos.

Sistema de Complemento

Sistema que ayuda y estimula los mecanismos de la respuesta inmune. Formado por un conjunto de proteínas plasmáticas que reaccionan frente a los complejos antígenoanticuerpo y provoca la lisis de los microorganismos que llevan esos complejos. Cuando una proteína del complemento reconoce un complejo antígeno-anticuerpo, se desencadena una serie de reacciones que acaban con la formación de una enzima que destruye la membrana del microorganismo por lisis.

Interferón

Conjunto de proteínas plasmáticas, liberadas por las células infectadas, que interfieren en la replicación de los virus en el interior de las células.

Inmunoterapia

La inmunoterapia es un tratamiento que utiliza el propio sistema inmunitario de una persona para combatir enfermedades como el cáncer o el SIDA. La inmunoterapia puede reforzar o cambiar el funcionamiento del sistema inmunitario para que pueda encontrar y atacar las células dañadas. Alguna técnicas de inmunoterapia son:

Inmunización pasiva con anticuerpos monoclonales: para ellos, son necesarios anticuerpos que sean transfundidos al enfermo. Antiguamente procedían de otros animales a los que se les habían inyectado los antígenos correspondientes. Hoy día se utilizan anticuerpos monoclonales, que son formas puras de anticuerpos, capaces de reconocer a un único antígeno y de origen humano (se consiguen por hibridación de células procedentes de un mieloma humano con células plasmáticas)
Terapia génica: utiliza los mecanismos de infección de algunos virus como vehículo para introducir copias normales de genes dañados. Se eliminan de estos virus los genes relacionados con la virulencia.
Inmunoterapia adoptiva: se extraen linfocitos T del paciente para exponerlos a los antígenos tumorales y estimular su respuesta. Esas células activas y específicas contra el antígeno se inyectarán de nuevo en el paciente

Anomalías del Sistema Inmunitario

Autoinmunidad

Fenómeno que se produce cuando el sistema inmune no reconoce como propias determinadas moléculas del cuerpo y actúa contra ellas, provocando graves enfermedades e incluso la muerte. La autoimnunidad puede deberse a:

Linfocitos autorreactivos que no distinguen las moléculas propias de las extrañas.
Mimetismo molecular: algunos microbios tienen moléculas muy parecidas a las de nuestro propio cuerpo, por lo que el sistema inmune puede atacar a ambos.
Algunas moléculas de nuestro cuerpo (autoantígenos) provocan respuesta inmune cuando salen de las zonas en las que están recluidas normalmente.

La esclerosis múltiple, la psoriasis, la artritis reumatoide, la diabetes juvenil, etc., son enfermedades autoinmunes.

Hipersensibilidad

Reacción que se produce cuando el sistema inmune actúa de forma excesiva ante moléculas inocuas o poco peligrosas. Esta reacción se denomina anafilaxis o alergia. Un alérgeno es un antígeno que provoca hipersensibilidad. En los casos de hipersensibilidad se libera histamina, que produce contracción de los bronquios (dificultad para respirar), vasodilatación (enrojecimiento de zonas locales), secreción de mucosidad en las vías respiratorias, etc.

Inmunodeficiencia

La inmunodeficiencia es la incapacidad del sistema inmunitario de atajar las infecciones microbianas. Las personas que lo padecen son muy sensibles a las infecciones microbianas, y padecen de síndromes de inmunodeficiencia. Los síndromes de inmunodeficiencia pueden ser primarios o congénitos si ya se nace con ellos o adquiridos, cuando se desarrollan a lo largo de la vida de una persona.

Inmunodeficiencia congénita: Anomalía inmunitaria genética. Puede deberse a defectos en los linfocitos B, que no sintetizan anticuerpos, o a fallos en la síntesis de las proteínas del complemento, o a fallos en la formación, maduración o funcionamiento de los linfocitos T. En estos casos, cualquier microorganismo, incluso no patógeno, puede producir una infección.
Inmunodeficiencia adquirida: Anomalía inmunitaria que se adquiere a lo largo de la vida. Puede deberse a leucemias, linfomas o puede estar causada por virus, como el SIDA.

SIDA: síndrome de inmunodeficiencia adquirida: enfermedad grave producida por un virus que ataca a las células del sistema inmunológico, reduciendo su capacidad para actuar y provocando su destrucción. El virus del sida o VIH (virus de la inmunodeficiencia humana) es un retrovirus, es decir, un virus cuyo material genético es el ARN, y que al entrar en la célula transforma ese ARN en ADN mediante la enzima transcriptasa inversa. Es un virus que muta constantemente, por lo que es muy difícil encontrar una vacuna contra él. El VIH infecta sobre todo a linfocitos T colaboradores. El VIH sigue un ciclo lisogénico: al entrar en los linfocitos T, se libera su ARN, a partir del cual se forma ADN mediante la transcriptasa inversa; este ADN se integra en el ADN del linfocito y permanece en estado de inactividad (provirus); al cabo de cierto tiempo se replica y los nuevos virus salen del linfocito destruyéndolo. El VIH se contagia a través de la sangre, a través de relaciones sexuales o por contagio materno-fetal. Cuando el virus entra en el cuerpo, los linfocitos B producen anticuerpos contra él y los linfocitos T citotóxicos destruyen las células afectadas. Pero algunas células no se destruyen y en ellas el virus se replica lentamente durante meses o años; es el período asintomático; en la sangre de esas personas hay muchos anticuerpos contra el VIH (seropositivas). Al cabo del tiempo se produce la fase sintomática: los linfocitos T empiezan a disminuir y comienzan los síntomas: infecciones generalizadas y desarrollo de ciertos tumores