Inmunología: Conceptos de Infección y Enfermedad Infecciosa
La inmunología es la rama de la biología que estudia los mecanismos de defensa de los organismos frente a las infecciones microbianas. También abarca temas como la defensa antitumoral, la hipersensibilidad (alergias), los procesos de autoinmunidad y el rechazo de órganos.
Se define infección como el proceso por el cual un microorganismo patógeno se instala y crece en un organismo. Una enfermedad infecciosa es aquella que se origina como consecuencia de una infección. La mayoría de las enfermedades infecciosas son contagiosas, aunque no siempre.
Tipos de Mecanismos de Defensa Orgánica
Desde el punto de vista de la activación, existen dos tipos de respuesta:
- Respuesta innata: Presente desde el nacimiento.
- Respuesta adquirida: Se desarrolla tras la exposición a un agente patógeno.
Desde el punto de vista del mecanismo de acción, se distinguen:
- Mecanismos inespecíficos: No discriminan entre diferentes patógenos; actúan de la misma manera independientemente del agente agresor. Incluyen las barreras naturales (piel y mucosas), la respuesta inflamatoria, el interferón y el sistema del complemento.
- Mecanismos específicos: Generan una respuesta específica para cada agente invasor, conocida como respuesta inmunitaria. Esta puede ser humoral (mediada por linfocitos B) o celular (mediada por linfocitos T).
Mecanismos Inespecíficos
Entre los mecanismos inespecíficos se encuentran las barreras naturales, las defensas celulares inespecíficas (respuesta inflamatoria), el sistema del complemento y el interferón.
Barreras Naturales
Constituyen la primera línea de defensa. Pueden ser:
- Mecánicas o físicas: Piel y mucosas.
- Químicas: Secreciones.
- Biológicas: Flora bacteriana.
La piel, que recubre la parte externa del cuerpo, está formada por células epidérmicas queratinizadas impenetrables para los microbios. Además, produce secreciones que mantienen un pH de aproximadamente 5.5, creando un ambiente hostil para el crecimiento microbiano.
Las mucosas, que recubren las cavidades y orificios naturales (tubo digestivo, vías respiratorias, tracto genitourinario, ojos), carecen de capa queratinizada. Sin embargo, impiden la infección mediante secreciones que contienen lisozima, una enzima con actividad antibiótica. Otras defensas incluyen los cilios de las vías respiratorias, el mucus, el ácido clorhídrico del jugo gástrico y la lisozima presente en saliva y lágrimas. La flora bacteriana, compuesta por microorganismos que viven en simbiosis con el organismo, refuerza la acción de las barreras mecánicas y químicas.
Defensas Celulares Inespecíficas (Respuesta Inflamatoria)
Si las barreras físicas y químicas son superadas, se activa la fagocitosis. Los fagocitos (macrófagos y neutrófilos) emiten pseudópodos para englobar a los microorganismos, formando vacuolas fagocíticas donde los enzimas lisosomales destruyen a los gérmenes.
La respuesta inflamatoria se produce cuando los microbios alcanzan las células internas. Las células afectadas liberan mediadores de la inflamación (serotonina e histamina), que causan:
- Vasodilatación: Aumenta el flujo sanguíneo, produciendo enrojecimiento.
- Incremento de la permeabilidad capilar: Favorece la salida de fagocitos, causando inflamación.
- Incremento de la temperatura local: Activa el metabolismo de los fagocitos. Infecciones fuertes pueden causar fiebre.
- Dolor: Presión sobre las terminaciones nerviosas debido a la hinchazón.
Estos procesos buscan acumular macrófagos y neutrófilos en el área afectada para eliminar los patógenos. El pus es una mezcla de suero, patógenos muertos y glóbulos blancos.
El Complemento
Un sistema de aproximadamente 30 proteínas plasmáticas que se activan en cascada. Sus funciones incluyen:
- Opsonización: Se unen a las paredes celulares de los patógenos para facilitar la fagocitosis.
- Lisis: Rompen la membrana plasmática de las células invasoras.
El Interferón
Las células infectadas por virus sintetizan y liberan interferones, proteínas que impiden la propagación de la infección. Inhiben la replicación viral y activan a los linfocitos T para destruir las células infectadas.
Mecanismos de Defensa Específicos (Respuesta Inmunitaria)
Generan una respuesta específica para cada agente invasor. Las células implicadas son los linfocitos, y las moléculas, los anticuerpos. Hay dos tipos de respuesta inmune:
- Humoral: Mediada por anticuerpos, con los linfocitos B como principales células efectoras.
- Celular: Mediada por células, con los linfocitos T como principales células efectoras.
Linfocitos
Son las células responsables de la respuesta específica. Hay dos clases:
- Linfocitos B: Se originan y maduran en la médula ósea. Responsables de la respuesta humoral. Sus receptores antigénicos son anticuerpos de superficie.
- Linfocitos T: Se originan en la médula ósea y maduran en el timo. Participan en la respuesta celular. Sus receptores antigénicos son macromoléculas formadas por dos cadenas proteicas.
Visión General del Sistema Inmune
El sistema inmune se compone de órganos primarios (donde se producen y maduran los linfocitos) y secundarios (donde se almacenan y activan).
Los órganos linfoides primarios son la médula ósea y el timo. En la médula ósea se encuentran las células madre hematopoyéticas, precursoras de todas las células sanguíneas, incluyendo los linfoblastos. Los linfoblastos que maduran en la médula ósea se convierten en linfocitos B, mientras que los que maduran en el timo se convierten en linfocitos T.
Los linfocitos maduros migran a los órganos linfoides secundarios (ganglios linfáticos, bazo, vegetaciones, apéndice y placas de Peyer), donde se activan e inician su acción inmunológica.
Otros elementos que colaboran con los linfocitos en la respuesta específica son:
- Macrófagos y neutrófilos (fagocitos).
- Interferón y sistema del complemento.
- Interleucinas (proteínas que activan componentes del sistema inmune).
Concepto de Inmunidad y de Respuesta Inmunitaria
La inmunidad es la resistencia a agentes infecciosos, basada en la capacidad de distinguir lo propio de lo extraño. Al detectar moléculas extrañas, el organismo desarrolla la respuesta inmunitaria.
Antígenos
Un antígeno es cualquier sustancia extraña que desencadena una respuesta inmune. Se clasifican en:
- Heteroantígenos: Pertenecen a organismos de otra especie.
- Isoantígenos: Proceden de otro individuo de la misma especie (ej. antígenos del sistema ABO).
La capacidad antigénica reside en el determinante antigénico, la porción de la macromolécula que se une a los anticuerpos o receptores de linfocitos.
Mecanismo de Acción de la Inmunidad Específica (Respuesta Inmunitaria)
Se desarrolla en tres fases:
- Identificación y reconocimiento del antígeno: Contacto entre el antígeno y los receptores de los linfocitos.
- Activación de los linfocitos: Los linfocitos se dividen activamente (clonalidad).
- Respuesta inmunitaria: Los linfocitos B se transforman en células plasmáticas y producen anticuerpos. Los linfocitos T atacan y destruyen las células que presentan el antígeno.
Inmunidad Humoral (Respuesta Inmune Mediada por Anticuerpos)
Involucra proteínas específicas llamadas anticuerpos, que actúan en la sangre, linfa, líquidos intersticiales y secreciones. La síntesis de anticuerpos la realizan los linfocitos B.
Teoría de la Selección Clonal
Explica la producción de grandes cantidades de anticuerpos específicos tras la introducción de un antígeno. El antígeno se une al linfocito B con receptores específicos. El linfocito B activado se divide rápidamente, generando un clon de células que producen el mismo anticuerpo. La mayoría de los linfocitos B activados se diferencian en células plasmáticas, productoras de anticuerpos. Algunos se convierten en linfocitos B de memoria, que proporcionan inmunidad a largo plazo.
Los Anticuerpos
También conocidos como inmunoglobulinas o gammaglobulinas, son proteínas con una pequeña porción glucídica. Constan de cuatro cadenas polipeptídicas: dos pesadas (H) y dos ligeras (L). Tienen una región constante (responsable de la acción defensiva) y una región variable (responsable de la unión al antígeno).
Reacción Antígeno-Anticuerpo
La unión antígeno-anticuerpo es específica. Forma un complejo antígeno-anticuerpo mediante enlaces intermoleculares. Las reacciones antígeno-anticuerpo pueden ser de varios tipos:
- Precipitación: Formación de complejos macromoleculares que precipitan.
- Aglutinación: Formación de agregados celulares.
- Neutralización: Eliminación de los efectos negativos del antígeno.
- Opsonización: Los anticuerpos marcan a los microorganismos para facilitar la fagocitosis.
Memoria Inmunológica
Los linfocitos B de memoria (células mnésicas) se activan rápidamente ante una nueva exposición al mismo antígeno. La respuesta secundaria es más rápida y eficaz que la respuesta primaria. La vacunación se basa en la generación de linfocitos B de memoria.
Inmunidad Celular (Respuesta Inmune Mediada por Células)
Es efectiva contra microorganismos intracelulares. Interviene principalmente contra células eucariotas, incluyendo células del propio organismo. Es llevada a cabo por los linfocitos T, con la colaboración de los macrófagos.
La respuesta celular interviene frente a:
- Microorganismos intracelulares (virus, bacterias como Mycobacterium tuberculosis, algunos protozoos).
- Agentes químicos.
- Antígenos de trasplante.
Los macrófagos actúan como células presentadoras de antígenos (APC) y fagocitan células muertas.
Los linfocitos T maduran en el timo y eliminan células infectadas, cancerosas o trasplantadas. Liberan interleucinas que activan a los linfocitos B y macrófagos. Hay tres tipos de linfocitos T:
- Linfocitos T auxiliares o cooperadores (LTh): Reconocen antígenos y liberan interleucinas.
- Linfocitos T citotóxicos (LTc): Destruyen células diana infectadas, cancerosas o trasplantadas.
- Linfocitos T supresores (LTs): Detienen la respuesta inmune una vez eliminado el patógeno.