INMUNOLOGÍA. LAS DEFENSAS DEL ORGANISMO.

INFECCIÓN Y ENFERMEDAD INFECCIOSA.-

Se entiende por infección la entrada, colonización y multiplicación en los tejidos de microorganismos extraños dentro de un organismo mayor que actúa como anfitrión. En dicho organismo anfitrión se puede producir una respuesta defensiva. Los microorganismos infecciosos pueden ser virus, bacterias, protozoos y hongos, cuando como resultado de su infección provocan una enfermedad se les denomina patógenos, y a la enfermedad que producen enfermedad infecciosa. Las enfermedades infecciosas pueden ser producidas por la mera presencia del microbio, sus mecanismos de multiplicación o bien por su producción de sustancias tóxicas o toxinas. A la capacidad para producir enfermedades infecciosas de un microbio se le denomina patogenicidad. No se debe confundir la infección con colonización o enfermedad infecciosa. Respecto a la colonización es necesario precisar que en nuestro organismo viven miles de especies de microbios en simbiosis sin provocar daños, más bien al contrario, pues son necesarios para procesos como la digestión o nuestras propias barreras de defensa. A veces la infección no desemboca en enfermedad, pues las defensas de nuestro organismo acaban con ella antes de que se produzca, para eso se usan por ejemplo las vacunas.

MECANISMOS DE DEFENSA DEL ORGANISMO.-

Se denomina inmunidad a la capacidad de los organismos para defenderse de microorganismos, sustancias extrañas como venenos o toxinas e incluso células trasplantadas o tumorales. El conjunto de procesos que se pone en marcha en el organismo para hacer frente a diferentes tipos de amenaza en cada momento y que pueden ser diferentes según los casos, se denomina respuesta inmune. Los órganos, tejidos, células y moléculas que constituyen el mecanismo de defensa frente a agresiones externas al organismo se denomina Sistema inmunitario o inmune, se trata de respuestas internas, por lo que las barreras exteriores no formarían parte de él.

Podemos considerar que en los organismos existen varias capas de defensa. Todos los mecanismos de defensa pueden englobarse en dos categorías, mecanismos inespecíficos y específicos. Dentro de los mecanismos inespecíficos se encuentran las barreras naturales y las respuestas inmunitarias inespecíficas también llamadas respuestas innatas, estas últimas llevadas a cabo por el sistema inmune innato. En los mecanismos específicos tenemos la respuesta inmunitaria específica, llevada a cabo por el sistema inmune adaptativo. La principal diferencia entre los dos grupos está en que en el primero ( inespecífico) la respuesta es rápida y agresiva pero igual frente a cualquier microbio infeccioso o sustancia tóxica. La respuesta específica, por su parte, se dirige concretamente a un tipo de microbio o toxina y no a otros, más concretamente se produce frente a sustancias de tales patógenos llamadas antígenos. Además genera memoria inmunológica, lo que quiere decir que si el sistema se enfrenta por segunda vez al mismo agente patógeno la respuesta es más rápida y efectiva que la primera vez, así se habla de respuesta inmunitaria primaria ( primera vez) y secundaria ( veces sucesivas).

COMPONENTES DEL SISTEMA INMUNITARIO.-

El sistema inmunitario, se encuentra diseminado por todo el organismo, por lo que se dice de él que es un sistema difuso. Está constituido por órganos, tejidos, células y moléculas. Los órganos y tejidos donde se generan y funcionan las células del sistema inmune se llaman “linfoides”.

A.- ÓRGANOS LINFOIDES PRIMARIOS O CENTRALES

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

Médula ósea: Se encuentra en el interior de los huesos cortos y planos y en la zona esponjosa de los huesos largos. Tiene capacidad hematopoyética, lo que significa que en su interior aparecen células madre, indiferenciadas y pluripotentes, capaces de originar todas las células sanguíneas. En la médula ósea roja se forman los linfocitos B, los macrófagos o los monocitos.

Timo: Se encuentra en la zona superior del tórax. Es un órgano que reduce mucho su tamaño después de los 7 primeros años de vida. En él se diferencian y maduran los linfocitos T o células T, que migran hacia la sangre a través de los vasos linfáticos.

B.- ÓRGANOS LINFOIDES SECUNDARIOS

Los órganos linfoides secundarios forman el lugar donde las células del sistema inmunitario terminan su diferenciación o bien se activan produciendo la respuesta inmune. Son el bazo y los ganglios linfáticos.

Bazo: El bazo se encuentra 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 este tejido se encuentran los linfocitos T y los linfocitos B, que se activan en presencia de antígenos.

Ganglios linfáticos: Se encuentran repartidos por todo el sistema circulatorio linfático. En un ganglio linfático se distingue una corteza, donde se sitúan los linfocitos B, una paracorteza por debajo, en la que se hallan los linfocitos T, y una médula en posición central. Los ganglios linfáticos filtran la linfa, presentando los antígenos a los linfocitos B y T, con la consiguiente activación de estas células.

C.- TEJIDOS LINFOIDES

Además de los órganos propios del sistema inmune, aparecen unos tejidos linfoides asociados a otros aparatos o sistemas. Estos tejidos son:

GALT: es el tejido linfoide asociado al tubo digestivo, que incluye amígdalas, apéndice vermiforme y placas de Peyer.

BALT: es el tejido linfoide asociado al aparato respiratorio. MALT: es el tejido linfoide asociado a las mucosas.

En todos estos tejidos se encuentran linfocitos T y B, además de otros tipos celulares pertenecientes al sistema inmune. Las células T y B se activan cuando los antígenos capturados por estos tejidos son presentados a ellas.

D.- CÉLULAS INMUNOCOMPETENTES

Las células inmunocompetentes, glóbulos blancos o leucocitos, son las que participan en la respuesta inmunitaria. Se diferencian dos grupos: la línea mieloide y la línea linfoide.

LÍNEA MIELOIDE Las células de la línea mieloide se forman y maduran en la médula ósea. Se incluyen en este grupo los granulocitos, los monocitos (macrófagos) y los mastocitos. También pertenecen a esta línea los glóbulos rojos y los megacariocitos (originan las plaquetas) aunque no intervienen en la respuesta inmunitaria.

Las células inmunocompetentes de la línea mieloide tienen la capacidad de desplazarse mediante pseudópodos y actuar como fagocitos.

1.- GRANULOCITOS: Son glóbulos blancos que presentan un núcleo lobulado (polimorfonucleares) y numerosas granulaciones en su citoplasma. Debido a su distinto comportamiento frente a técnicas de coloración se distinguen tres tipos: Neutrófilos, eosinófilos y basófilos.

1.1 NEUTRÓFILOS: Se tiñen con colorantes neutros. Son los primeros en llegar al lugar de la infección. Fagocitan restos celulares, bacterias, etc. Son las células más numerosas e importantes de la respuesta inmunitaria innata.

1.2 EOSINÓFILOS: Se tiñen con colorantes ácidos como la eosina. Intervienen en procesos de parasitosis (infestaciones) y fagocitan inmunocomplejos

1.3 BASÓFILOS: Se tiñen con colorantes básicos. Liberan sustancias vasoactivas (histamina=vasodilatador y heparina=anticoagulante) e intervienen en procesos alérgicos.

2.- MONOCITOS Y MACRÓFAGOS: Los monocitos son células grandes sin granulaciones citoplasmáticas y con un núcleo en herradura. Tienen un Golgi muy desarrollado y muchos lisosomas. Cuando migran de los capilares hacia los tejidos aumentan de tamaño y de capacidad fagocítica, convirtiéndose en macrófagos. Los macrófagos intervienen en la respuesta inespecífica fagocitando partículas extrañas y células propias dañadas. Además tienen función secretora y producen citocinas que activan a otras células, e intervienen en la respuesta específica como células presentadoras de antígenos.

3.- MASTOCITOS( células cebadas): Células similares a los basófilos pero con un núcleo sencillo. Se encuentran en el tejido conectivo y en las mucosas, y participan en la liberación de mediadores inflamatorios (histamina y heparina).

LÍNEA LINFOIDE Comprende a los linfocitos que intervienen en los mecanismos de defensa específicos en colaboración con los macrófagos. Son células redondeadas, con un núcleo grande y sin granulaciones citoplasmáticas. No tienen actividad fagocítica y son móviles por movimientos ameboides y por diapedesis, pudiendo salir de los vasos y llegar a diversos tejidos. Presentan numerosos receptores en la membrana. Se desarrollan y maduran en los órganos linfoides primarios (médula ósea y timo) y se acumulan en los órganos linfoides secundarios (bazo y ganglios linfáticos) y en tejidos linfáticos. Pertenecen a la línea linfoide los linfocitos B y T y las células asesinas naturales (NK).

1.- LINFOCITOS B: Glóbulos blancos capaces de producir anticuerpos (inmunidad específica humoral). Se forman en la médula ósea y se encuentran en el torrente sanguíneo, en órganos linfoides y en tejidos linfoides asociados. Si el linfocito B no es estimulado (presentado al antígeno) muere al cabo de pocos días por apoptosis (1), pero si es activado por unión a su antígeno proliferará y originará dos líneas celulares: las células plasmáticas y los linfocitos memoria.

Células plasmáticas: Células grandes con un retículo endoplasmático rugoso y aparato de Golgi muy desarrollado (producción de anticuerpos). Pierden los receptores de membrana y se acumulan en los órganos linfoides secundarios. Viven pocos días.

Linfocitos memoria: Guardan el recuerdo del antígeno y en caso de que se produzca un segundo contacto se activan. Tienen una vida indefinida.

Apoptosis: Muerte celular programada. Cuando una célula muere por apoptosis, empaqueta su contenido citoplasmático ( autofagosomas) y sus núcleos se encogen, con frecuencia se fragmentan conformando vesículas pequeñas que contienen el material citoplasmático. De esta manera, pueden ser eficientemente englobadas por fagocitosis y, consecuentemente, sus componentes son reutilizados o digeridos por macrófagos o por células del tejido adyacente.

2.- LINFOCITOS T: Glóbulos blancos que comienzan su formación en la médula ósea y luego migran al timo (timocitos) donde se diferencian y maduran. Son los responsables de la inmunidad específica celular, aunque algunos también colaboran en la humoral. Actúan sobre células extrañas o propias que han sido alteradas, destruyéndolas o marcándolas. Existen dos tipos de linfocitos T: los T4 o colaboradores y los T8 o citotóxicos.

Linfocitos T4 o colaboradores ( Th ): Tienen en su membrana una glucoproteína receptora denominada CD4. Segregan citocinas que estimulan a otras células. Participan en el inicio y coordinación de la respuesta inmune específica humoral y celular activando a macrófagos, linfocitos T8 y linfocitos B. Se diferencian dos subtipos: Los Th1 y los Th2.

Linfocitos T8 o citotóxicos( Tc ): Tienen en su membrana una glucoproteína receptora denominada CD8. Destruyen células propias infectadas (virus), células tumorales (cáncer) y células extrañas (rechazo de trasplantes).

Linfocitos T supresores ( Ts ): Se encargan de suprimir la respuesta inmunitaria cuando ya no es necesaria.

3.- CÉLULAS ASESINAS NATURALES O NATURAL KILLERS (NK): Son células linfocíticas, pero no pertenecen a estirpes de linfocitos T o B. Se caracterizan por ser células grandes y en su citoplasma presentan gránulos. Se forman en la médula ósea, realizando su función en cualquier tejido.

Actúan en la respuesta inmunitaria innata, siendo muy importante su acción en infecciones víricas. Estas células asesinas detectan cambios en las membranas plasmáticas de células infectadas. Esto provoca la unión de la célula asesina a la célula infectada y la liberación de sustancias citotóxicas que provocan la muerte celular.

También están implicadas en el reconocimiento y lisis de células tumorales. Este grupo celular es responsable de la inmunidad contra el cáncer. Si alguna célula cambia y se hace cancerosa, presenta en su membrana plasmática moléculas que las células asesinas reconocen como extrañas. Este reconocimiento produce la activación de la célula asesina y muerte de la célula cancerosa.

E.- MOLÉCULAS DEL SISTEMA INMUNITARIO

Las moléculas del sistema inmunitario son distintos compuestos químicos segregados por células inmunocompetentes que intervienen en la respuesta inmunitaria. Los más importantes son los componentes del complemento, las citocinas y los anticuerpos.

1. COMPONENTES DEL COMPLEMENTO: Son una serie de proteínas que favorecen la inflamación, la fagocitosis, la activación de los macrófagos y la lisis celular.

2. CITOCINAS Y LINFOCINAS: Son proteínas de bajo PM producidas principalmente por los macrófagos y los linfocitos T4. Se unen a receptores específicos de la célula diana. Destacan los interferones, las linfocinas, los factores de necrosis tumoral y las quimiocinas.

3. ANTICUERPOS: Son proteínas llamadas inmunoglobulinas. Los producen los linfocitos B (células plasmáticas) y reaccionan con los antígenos.

FUNCIONAMIENTO DE LAS DEFENSAS DEL ORGANISMO.

BARRERAS EXTERNAS Y NATURALES.-( primera fase de las defensas)

Barreras Físicas: Son fundamentalmente la piel ( el órgano más grande), y las mucosas. La piel es una superficie impermeable para la mayoría de los microorganismos. Su capa cornea externa actúa como barrera mecánica, excepto cuando se producen en ella heridas. Las mucosas son tejidos que tapizan cavidades corporales en contacto con el medio exterior. Aunque son más delgadas y permeables, producen secreciones mucosas que contienen agentes antimicrobianos. También serían un caso especial de barrera física los epitelios ciliados del tracto respiratorio por ejemplo, donde los cilios contribuyen a expulsar partículas o microorganismos extraños de las vías respiratorias.

Barreras químicas: Se trata de sustancias diversas de efecto antimicrobiano general. Por ejemplo la lisozima producida en las lágrimas que es un enzima capaz de romper la pared bacteriana y provocar la lisis de las bacterias gracias a la entrada de agua en éstas por ósmosis. También el sudor y las secreciones sebáceas de la piel contienen agentes antimicrobianos. Importante también es el papel del ácido clorhídrico estomacal, que gracias a su acidez mata numerosos microorganismos o inutiliza posibles sustancias tóxicas. También el pH ácido de la piel o mucosas contribuye a la destrucción de microorganismos no adaptados a estas condiciones.

Barreras ecológicas: Formadas por numerosísimas especies de microbios adaptados a vivir en simbiosis en los organismos. Forman una eficaz defensa contra otros microbios potencialmente patógenos. Cabe citar la flora microbiana de la piel y mucosas, especialmente importante es la flora microbiana intestinal.

El fracaso de todas estas líneas de defensa pone automáticamente en marcha los otros tipos de defensas internas.

RESPUESTA INMUNITARIA INESPECÍFICA O INNATA.-( segunda fase)

Si algún agente patógeno consigue atravesar las barreras externas se ponen en marcha una serie de mecanismos inespecíficos, innatos e internos que suelen ser bastante eficaces. En conjunto estos mecanismos se engloban en lo que denominamos respuesta inmunitaria inespecífica y son la respuesta inflamatoria, el sistema del complemento y el interferón.

1.- LA RESPUESTA INFLAMATORIA

Cuando la piel o las mucosas sufren una lesión aparece enrojecimiento, hinchazón, dolor y fiebre local (rubor, tumor, dolor y calor). Este mecanismo local e inespecífico pretende aislar y neutralizar a los agentes patógenos y restaurar la zona dañada. Las células implicadas son fundamentalmente fagocitos.

Enrojecimiento o rubor: Se produce por un aumento del flujo sanguíneo hacia la zona debido a la liberación de histamina (vasodilatador) por las células dañadas.

Hinchazón, edema o tumor: Se produce como consecuencia del aumento de flujo sanguíneo. Dolor: Debido a la presión del edema sobre terminaciones nerviosas. Fiebre local o calor: Activa el metabolismo de los macrófagos e inhibe la división bacteriana.

Las etapas de la reacción inflamatoria se pueden resumir de la siguiente forma:

1. La entrada de los gérmenes desencadena la respuesta.2. Las sustancias liberadas por las células dañadas(histamina, serotonina etc.) general liberación de líquido e

hinchazón, otras sustancias actúan atrayendo por quimiotaxis a fagocitos (macrófagos, neutrófilos, eosinófilos y basófilos).

3. Los glóbulos blancos salen de los capilares hacia la zona dañada por diapédesis.4. Los macrófagos y neutrófilos fagocitan a los patógenos, proceso favorecido por mecanismos de

opsonizacion.5. Los macrófagos secretan sustancias que actúan sobre el hipotálamo originando fiebre.

La pus es el resultado de la batalla. Agentes patógenos y fagocitos muertos.

2.- EL SISTEMA DEL COMPLEMENTO

Está constituido por 21 proteínas plasmáticas sintetizadas por el hígado y por macrófagos. Se denomina así por su capacidad de complementar y de amplificar la acción de los anticuerpos.

Actúa mediante un mecanismo en cascada. La activación se inicia como consecuencia de una respuesta inmunitaria debida a un agente invasor y consiste en la proteolisis de la proteína inactiva (C3) en dos o más fragmentos que actúan sobre la proteína siguiente. Los distintos componentes proteicos se van uniendo de forma secuencial y ordenada.

El sistema del complemento se puede activar por dos vías:

Vía clásica: Precisa de la unión Ag-Ac (IgG o IgM) Vía alternativa: Se desencadena directamente por las envolturas de los microorganismos invasores. Es

más antigua evolutivamente.El resultado final es la formación de un complejo proteico de ataque a la membrana del microorganismo (CAM) que provoca una perforación que conduce a un desequilibrio osmótico produciendo la lisis celular. Además de provocar la destrucción de los microorganismos invasores, el complemento también potencia la respuesta inflamatoria (vasodilatación, permeabilidad de capilares, quimiotaxis de fagocitos) y produce la opsonización (facilitando la fagocitosis).

El sistema del complemento actúa sobre bacterias y virus con envoltura.

3.- EL INTERFERÓN

Se trata de un conjunto de glucoproteínas ( alfa, beta , gamma etc.) que son sintetizadas por células infectadas por virus o tumorales. Se segregan al exterior y actúan sobre las células vecinas, activando la fabricación de proteínas antivíricas o sustancias que atraen las células NK. Las proteínas antivíricas suelen actuar impidiendo el normal funcionamiento del genoma del virus, para que no pueda reproducirse aunque haya entrado en la célula, no siempre la entrada supone que el virus pueda finalizar su ciclo. Las células NK por su parte destruyen directamente las células infectadas o tumorales.

RESPUESTA INMUNITARIA ESPECÍFICA. RESPUESTA HUMORAL Y CELULAR. ( Tercera fase )

La respuesta inmunitaria específica la llevan a el “sistema inmunitario adaptativo” formado básicamente por miles de millones de células llamadas linfocitos y por moléculas de proteínas que son las inmunoglobulinas o anticuerpos. Una de sus características es que nos provee de defensas específicas ante parásitos ( tanto microorganismos como parásitos macroscópicos ), órganos trasplantados, células cancerosas y sustancias tóxicas diversas. Para ello tiene otro rasgo fundamental, es capaz de distinguir lo propio de lo extraño.

Numerosos patógenos activan la respuesta inmunitaria específica, desde el momento de la invasión inicial, aunque esta respuesta pueda no ser eficaz hasta pasados varios días. La defensa inmunitaria la llevan a cabo dos tipos de linfocitos, los B y los T. Los linfocitos B fabrican anticuerpos o inmunoglobulinas, proteínas que actúan de manera específica ante la presencia de un antígeno, que es cualquier molécula capaz de desencadenar una respuesta inmunitaria y que forman parte de los microorganismos o sustancias extrañas que han entrado en el organismo. Los anticuerpos 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. Por otra parte, los linfocitos T llevan a cabo la respuesta inmunitaria mediada por células. Esta última respuesta supone la destrucción de antígenos extraños que se encuentran en la superficie de células. Normalmente la presencia de un organismo patógeno provoca los dos tipos de respuesta.

Respuesta inmunitaria humoral.

La respuesta humoral es la que llevan a cabo los linfocitos B, que son células muy diversas. Así en el organismo existen variantes que fabrican un tipo específico de anticuerpo solamente. Cuando una variante fabrica el anticuerpo adecuado para determinado antígeno que aparece en el organismo, se diferencian y comienzan a producir su inmunoglobulina en grandes cantidades, para ello se diferencia como “células plasmáticas”, no lo hacen directamente. Los linfocitos B que no han entrado en contacto con su antígeno específico reciben el nombre de

células vírgenes. Estas células poseen sus anticuerpos específicos determinados genéticamente e insertados en su membrana celular. La unión entre el anticuerpo del linfocito y el antígeno invasor específico induce a los linfocitos B a diferenciarse en:

Células plasmáticas, muy grandes y con un retículo rugoso muy desarrollado junto al aparato de Golgi pues su función es fabricar y secretar gran cantidad del anticuerpo correspondiente.

Células de memoria, son células similares a la célula virgen, se multiplican activamente dando clones de células idénticas preparadas para diferenciarse en plasmáticas o quedar en reserva para responder de forma más eficaz frente a la reaparición del antígeno, lo que se conoce como respuesta inmunitaria secundaria. Esta es la base de la llamada “memoria inmunológica” y la proliferación de clones frente a un antígeno se planteó en la llamada “Teoría de la selección clonal”.

Algunos linfocitos B necesitan para activarse no solo la fijación directa en su superficie del antígeno específico, sino también la colaboración de linfocitos Th (colaboradores), se les llama linfocitos B T-dependientes. La inmunidad humoral juega un papel esencial en la defensa frente a infecciones causadas por organismos que no entran en las células, como la mayoría de bacterias patógenas.

ANTÍGENOS Y ANTICUERPOS.

Un antígeno es una molécula extraña que, introducida en un organismo, es capaz de desencadenar una respuesta inmunitaria específica dirigida a su destrucción. Normalmente son proteínas simples, glucoproteínas, lipoproteínas o polisacáridos complejos, también ácidos nucleicos. Forman parte de los patógenos o sustancias extrañas.

La parte del antígeno que se une al anticuerpo recibe el nombre de EPÍTOPO o determinante antigénico. Según el número de epítopos que posea un antígeno podemos diferenciar antígenos monovalentes, divalentes o polivalentes. Esto les permite unirse a uno o varios anticuerpos.

Cuando un antígeno es capaz de unirse a un anticuerpo específico pero no desencadena la respuesta inmunitaria específica lo denominamos HAPTENO.

Según su estructura Según su origen

Antígenos particulares: Forman parte de estructuras biológicas (paredes celulares, flagelos, etc.)

Xenoantígenos: Moléculas que pertenecen a organismos de una especie diferente al receptor (virus, bacterias)

Antígenos solubles: Moléculas libres (polisacáridos, proteínas, etc)

Isoantígenos: Moléculas que pertenecen a individuos de la misma especie que el receptor (Ag A y B de la especie humana-grupos sanguíneos-)

Haptenos no provocan reacción inmune. Autoantígenos: Moléculas del propio organismo que, por deficiencias del sistema inmunitario, se comportan como antígenos.

Los anticuerpos son glucoproteínas plasmáticas globulares (Inmunoglobulinas). Se encuentran en el suero sanguíneo, en los tejidos y en la superficie de algunas células. Se producen en las células plasmáticas (linfocitos B

activados) y son capaces de reconocer de forma específica a un antígeno, unirse a él y provocar su neutralización o destrucción presentándolo a células efectoras del sistema inmune.

Tienen un alto PM y están constituidos por dos cadenas pesadas (H) y dos ligeras (L) que se unen por puentes disulfuro. En el Ac se reconocen dos dominios: uno constante y otro variable, siendo éste último el reponsable de la especificidad a la hora de unirse al Ag. La gran variedad de Ac (uno por Ag) se obtiene como consecuencia de la reordenación y mutación de los genes que codifican la parte variable ( reordenación o recombinación somática). Los anticuerpos son divalentes, pues por cada una de las regiones variables pueden unirse a una molécula de antígeno.

Existen dos tipos de cadenas ligeras y cinco tipos de cadenas pesadas, lo que origina que existan inmunoglobulinas de cinco tipos distintos: A, D, E, M y G. No solo varían en su composición sino también en la forma de eliminar células o sustancias extrañas.

Tipos de Anticuerpos

G 80% Se unen rápidamente a macrófagos y neutrófilos facilitando la fagocitosis. Atraviesan la placenta y se secretan con la leche materna (inmunidad fetal y del recién nacido) Es el Ac más abundante en el suero (75% a veces), también activa el complemento. Actúa individualmente.

A 13% En secreciones como leche y lágrimas, así como en mucosas. Protegen la superficie corporal y los conductos secretores. Inmunidad del recién nacido. Actúa como monómero o dímero.

M 6% Membrana plasmática de linfocitos B. Activación del sistema del complemento. Actúa en grupos de 5 (pentámero) y se llaman también opsoninas pues favorecen la opsonización y aglutinación de células extrañas. Son las primeras en actuar y las más primitivas.

D 1% Activación de linfocitos B. Monómero. Pequeñas cantidades.

E 0,002% Aumentan su número en procesos alérgicos (asma) e infecciones parasitarias. Monómero.

La parte glucídica de los Ac se localiza unida a las cadenas H en su parte constante.

REACCIÓN ANTÍGENO-ANTICUERPO.

Cuando se ponen en contacto un antígeno con el anticuerpo específico, reaccionan uniéndose mediante enlaces no covalentes ( atracciones electrostáticas, fuerzas de Van der Waals, interacciones hidrofóbicas etc.) entre la zona específica del anticuerpo ( parátopo) y los determinantes antigénicos de la molécula de antígeno ( epítopos ). El proceso sería similar a la unión de un enzima y su sustrato. Las reacciones más importantes son las siguientes:

1) Precipitación. Se produce entre antígenos y anticuerpos solubles que al unirse forman agregados insolubles de ambas moléculas que precipitan, facilitando luego su destrucción por los macrófagos.

2) Aglutinación. Los anticuerpos se dirigen contra antígenos que se encuentran en la superficie de ciertas células (microbios, células de una transfusión o trasplante etc.) y forman aglomerados de células fácilmente fagocitables. Esto ocurre en transfusiones de grupos incompatibles con los eritrocitos.

3) Neutralización. La unión de antígeno y anticuerpo bloquea la acción del antígeno, normalmente una sustancia tóxica o veneno.

4) Opsonización. Los anticuerpos ( opsoninas) se unen a antígenos presentes en la superficie de alguna célula y favorecen su fagocitosis por los macrófagos. Normalmente los microbios son bacterias móviles.

Respuesta inmunitaria celular.

Este tipo de respuesta inmunitaria la llevan a cabo los linfocitos T, cuya actividad se dirige contra microorganismos que se encuentran en el interior de las células ( pueden ser virus, hongos o ciertas bacterias como el famoso bacilo de Koch productor de la tuberculosis), en principio protegidos de los anticuerpos. Es una respuesta muy específica, como la de los linfocitos B, para funcionar los linfocitos T tienen que ser activados por antígenos extraños que les muestran en su superficie determinadas células. Según que el tipo de linfocito T sea citotóxico o colaborador reconoce al antígeno sobre un tipo de célula u otro. Los linfocitos Tc sólo lo reconocen cuando éste se encuentra sobre la superficie de una célula diana, es decir, una célula propia invadida por virus u otros parásitos, y los linfocitos TH responden cuando el antígeno se encuentra sobre la superficie de una célula presentadora. Las células presentadoras son células esenciales, principalmente macrófagos, que capturan por fagocitosis elementos extraños, los digieren y modifican, para finalmente presentarlos a los linfocitos colaboradores. Sin esta actividad de los macrófagos la función de los linfocitos T colaboradores sería inútil pues no pueden reconocer a los antígenos sin las modificaciones que les realizan los macrófagos, tal es su importancia. Sin embargo, tanto los linfocitos colaboradores como los citotóxicos, antes de reconocer al antígeno bien sobre una célula diana o presentadora y por tanto desencadenar la respuesta inmunitaria, deben asegurarse que ambas células son propias. Para ello reconocen determinados antígenos de las células propias del organismo, los antígenos CPH o antígenos del complejo principal de histocompatibilidad ( en el hombre se llaman HLA ). Son glucoproteínas de membrana que proporcionan a los tejidos su identidad química. Son diferentes en cada individuo. Se han identificado dos clases principales de antígenos CPH, la clase I y II. Los linfocitos T colaboradores reconocen a los antígenos extraños en la superficie de una célula presentadora ( macrófago) cuando van asociados a moléculas CPH2, mientras que los linfocitos citotóxicos reconocen antígenos extraños sobre células invadidas ( generalmente por virus) en asociación con antígenos CPH1. En general, todas las células de un individuo determinado poseen en su superficie algunas moléculas que actúan como señales de identidad y tienen poder de generar una respuesta inmune, se llaman antígenos de histocompatibilidad ( MHC ), gracias a ellos, las células del sistema inmune reconocen lo propio y lo distinguen de lo extraño.

Cuando un antígeno activa a las células T, éstas se sensibilizan e inician su multiplicación para formar un clon de células. Algunas quedarán como células de memoria que viven varios años, el resto se diferencian en células efectoras que son de tres tipos:

1) Linfocitos T citotóxicos ( TC ). Estas células destruyen por contacto en breves minutos células extrañas, cancerosas o de tejidos trasplantados.

2) Linfocitos T colaboradores ( TH ). 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 y generen anticuerpos específicos. También son necesarios para que los linfocitos T citotóxicos y supresores respondan frente a un antígeno. Otra función importante de los linfocitos T colaboradores es que son células productoras de linfocinas o linfoquinas. Se trata de proteínas solubles de bajo peso molecular que realizan un gran número de funciones ( no son anticuerpos ). Actúan como mensajeros

químicos para coordinar la respuesta inmunitaria entre diferentes tipos de células. En especial, actúan sobre los macrófagos aumentando su poder fagocitario.

3) Linfocitos T supresores ( TS ). Atenúan la respuesta inmunitaria una vez eliminado el antígeno.

RESPUESTA INMUNOLÓGICA PRIMARIA Y SECUNDARIA. MEMORIA INMUNOLÓGICA.

Cuando se inyecta un antígeno ( o de forma natural se produce una infección ) transcurre un tiempo hasta que aparecen anticuerpos en su sistema circulatorio, la concentración de éstos aumenta gradualmente hasta que más tarde se produce una débil caída. Esta reacción del organismo se conoce como respuesta primaria.

Si al cabo de un tiempo, el mismo antígeno vuelve a penetrar en el organismo, se produce la respuesta secundaria, mucho más rápida y efectiva, con un incremento de concentración de anticuerpos específicos en plasma mucho más elevado.

La explicación es sencilla. En la primera exposición al antígeno se forman clones de linfocitos B y T que actuarán contra el antígeno en la respuesta primaria. Estos clones se forman por primera vez y exigen un cierto tiempo, lo que explica el retardo inicial en la gráfica. Como resultado de esta primera exposición al antígeno se formarán también células de memoria, en esto se basa la “memoria inmunológica”. Si se produce un segundo contacto con el mismo antígeno, el organismo está ya preparado, posee las células de memoria que lo reconocen y proliferan mucho más rápidamente, lo que explica la rápida y efectiva respuesta secundaria. Esta es la causa de que algunas enfermedades infecciosas solo se “pasan” de manera fuerte la primera vez que se produce la infección.

TIPOS DE INMUNIDAD.

Determinados animales poseemos desde el nacimiento inmunidad ante algunas enfermedades producidas por agentes patógenos para otros grupos de animales. Este tipo de inmunidad inherente a determinadas especies se conoce como inmunidad congénita o natural. Probablemente se debe a que los microorganismos patógenos son muy específicos en sus requerimientos, no les vale cualquier medio ambiente o precisan determinados tipos de células, quizás con determinados receptores en sus superficies que no todas las especies poseen por igual.

La inmunidad adquirida es la que se consigue a lo largo de la vida y es específica para un determinado tipo de microbio patógeno o molécula. La inmunidad adquirida puede ser activa o pasiva. La inmunidad activa se adquiere cuando el propio organismo fabrica anticuerpos específicos ante la presencia de microorganismos o macromoléculas producidas por ellos. La inmunidad activa puede ser natural o artificial. La inmunidad activa natural se produce cuando el organismo padece la enfermedad, fabrica sus anticuerpos y mantiene sus células de memoria que, ante una nueva invasión, proliferan rápidamente dando una respuesta efectiva. Una inmunidad de este tipo nos la produce pasar enfermedades como el sarampión, la varicela etc. Este tipo de inmunidad es de larga duración y en los ejemplos anteriores dura toda la vida. La inmunidad activa artificial es la que nos proporcionan las

vacunas, que consisten en administrar al individuo microorganismos muertos o atenuados por el calor u otros tratamientos (también fragmentos de microorganismos), de manera que pierden poder patógeno pero conservan sus determinantes antigénicos, provocando la fabricación de anticuerpos contra ellos. Una infección por el microorganismo de la vacuna, produce directamente una respuesta secundaria que nos protege contra el efecto patógeno de dicho microbio. Gracias a las vacunas, algunas enfermedades muy graves han sido casi erradicadas, como la viruela. Otras no producen las muertes que solían, como sarampión, varicela, poliomielitis, tétanos etc. Algunas de éstas enfermedades también dejaban graves secuelas como la poliomielitis.

En la inmunidad pasiva obtenemos los anticuerpos de otro organismo ya fabricados. Puede ser a su vez natural o artificial. Conseguimos una inmunidad pasiva artificial cuando se nos inyectan sueros de un ser humano u otro animal que ya contiene anticuerpos contra un determinado agente patógeno, por ejemplo el suero antitetánico. Los sueros se obtienen de la inmunización de animales habitualmente, como el caballo o la oveja, a los que se les provoca la respuesta inmunitaria al inyectarles el patógeno. Posteriormente se purifican las inmunoglobulinas que al ser moléculas semejantes en casi todos los animales, nos defienden y no actúan como antígenos. Su efecto suele ser de corta duración. Por último, la inmunidad pasiva natural es la que adquiere el feto y también el recién nacido a través de la placenta o de la leche materna.

LAS VACUNAS.

Se definen como preparados antigénicos de un microorganismo o sustancia pero carente de patogenicidad, aunque con capacidad para estimular una respuesta inmunitaria. Una vez administrada, producen una respuesta inmunitaria primaria sin producir enfermedad. El individuo queda protegido contra el microorganismo o sutancia toxica si se producen posteriores contactos, pues se produciría ya una respuesta inmunitaria secundaria gracias a los linfocitos de memoria fabricados previamente. A veces se administran dosis “de memoria” de algunas vacunas para aumentar el número de linfocitos de memoria fabricados. Las vacunas son solo preventivas y no curativas. Según su origen las vacunas se clasifican en grupos:

Vacunas vivas atenuadas. Formadas por gérmenes vivos atenuados ( es decir su virulencia se ha reducido) que conservan su capacidad de producir respuesta inmunitaria primaria. Pueden ser peligrosas si los gérmenes se reactivan y permitir contagios.

Vacunas muertas o inactivas. Formadas por patógenos muertos. Vacunas antiidiotipos. Están formadas por anticuerpos producidos contra otros anticuerpos.

LOS SUEROS.

Son preparados artificiales que contienen anticuerpos. Estos anticuerpos nos ayudan a luchar contra un patógeno son por ello un tratamiento curativo. Se obtienen a partir de la sangre de animales( caballos, ovejas etc.) o personas que los han fabricado al entrar en contacto con el patógeno en cuestión anteriormente. Los sueros de origen animal (heterólogos) pueden dar lugar a reacciones alérgicas, los de origen humano ( homólogos) producen menos reacciones.

ALTERACIONES DEL SISTEMA INMUNITARIO.

Las enfermedades autoinmunes.- Las células madre de los linfocitos B poseen genes que sirven para fabricar la región variable de los anticuerpos. Estos genes están divididos en fragmentos que se reordenan continuamente en diferentes configuraciones, así los linfocitos B que aparecen son líneas que fabrican anticuerpos diferentes fabricados aleatoriamente. Si, por azar, alguno reacciona contra antígenos del propio organismos, estas líneas de linfocitos B son eliminadas ( delección clonal), pero si el mecanismo falla, habrá en el organismo linfocitos B que fabricarán anticuerpos contra el propio organismo y causaran una enfermedad autoinmune. A veces el proceso autoinmune se dirige contra un órgano concreto, como el páncreas dando lugar a la diabetes, anemia perniciosa, esclerosis múltiple etc. Otras veces se dirigen a varias zonas del organismo dando lugar a enfermedades difusas como el Lupus o la artritis reumatoide.

La hipersensibilidad o alergias.- Se trata de respuestas inmunitarias inadecuadas o exageradas a un antígeno, que ocasiona daño en los propios tejidos. No se manifiesta en el primer contacto con el antígeno, sino que aparece en posteriores contactos, después de un periodo llamado de sensibilización. Estas reacciones están relacionadas con la memoria inmunológica, los antígenos que las causan se llaman alérgenos y pueden tener diversos orígenes. En

general en las alergias aparecen en sangre un exceso de inmunoglobulinas del tipo E (Ig E). Las Ig E presentadas por linfocitos colaboradores se unen a mastocitos y provocan reacciones inflamatorias. Existe un tipo especial de reacción alérgica llamada choque o shock anafiláctico, es una reacción alérgica generalizada en todo el cuerpo, debido a la liberación masiva de sustancias que favorecen la inflamación por parte de los mastocitos y que puede provocar la muerte al obstruirse las vías respiratorias y circulatorias. Los alérgenos que provocan esta reacción suelen ser fármacos ( como la penicilina), venenos de insectos u otros animales, sueros etc.

Trasplantes y sistema inmunitario.- Un trasplante o injerto es una transferencia de células vivas, tejidos u órganos de una parte del organismo a otra (autotrasplante), o de un organismo a otro, pudiendo ser de la misma especie (Isotrasplante) o diferente (xenotrasplantes). A mayor distancia genética entre trasplante y organismo receptor más posibilidades existen de que los antígenos de histocompatibilidad ( HMC) sean diferentes. En tal caso, el trasplante es atacado por las defensas del organismo y se produce el “rechazo”. Para evitar estos problemas es preciso antes de la operación, realizar pruebas para ver la compatibilidad entre donante y receptor. Durante el postoperatorio se usan medicamentos inmunosupresores que reduzcan el rechazo mientras el tejido insertado cambia sus antígenos MCH por los del organismo receptor. Sin embargo, al bajar la respuesta inmunitaria, el paciente trasplantado queda más expuesto a infecciones.

Inmunodeficiencias.- Son alteraciones patológicas producidas por la falta o mal funcionamiento del sistema inmunitario. Los individuos que las padecen tienen mayor facilidad para infectarse o padecer enfermedades autoinmunes y cáncer.

1)Inmunodeficiencias primarias: Se deben a defectos genéticos. Se tratan mediante trasplante de médula y, actualmente, se están desarrollando tratamientos para combatirlas basados en la terapia génica. Es el caso de los llamados “niños burbuja”.

2)Inmunodeficiencias secundarias o adquiridas: Aparecen en algún momento de la vida y se deben a causas externas o ambientales (malnutrición, fármacos inmunosupresores o drogas, cáncer, patógenos etc.). La más importante es el sida (síndrome de inmunodeficiencia adquirida ). Está provocada por la infección del VIH (virus de la inmunodeficiencia humana) en sus dos variantes I y II. Este virus utiliza para reproducirse células que presentan en su superficie un receptor llamado proteína CD4, propia de los linfocitos T colaboradores sobre todo. Al destruir estas células destruye la base de la respuesta inmunitaria celular.

El virus causante del sida es un retrovirus. Su estructura básica es la siguiente:

Presenta las características típicas de otros retrovirus aunque con particularidades, como una doble cápsida y una envuelta que es un fragmento de membrana de la célula hospedadora de donde salió. Tiene transcriptasa inversa que es una ADN polimerasa especial, pues puede usar para fabricar ADN tanto ARN como ADN como cadenas molde, y al igual que otros retrovirus una integrasa y una proteasa.

El virus se contagia por la mezcla de líquidos corporales infectados ( sangre, semen o secreciones vaginales ) con los de la persona sana. La forma más frecuente es por contacto sexual, por heridas con material infectado o de madre a hijo por contacto de sangres durante la gestación, parto o también por la lactancia. En la infección y ciclo del virus se presentan tres etapas:

1. Fase inicial. Una vez a entrado, los virus se diseminan hacia los tejidos linfoides. Los virus contactan con sus células diana ( linfocitos T colaboradores ) gracias a sus receptores (glucoproteínas de su envuelta) GP120 y GP41 que se unen a las glucoproteínas CD4 de la membrana de los linfocitos. Tras la entrada por fusión de la membrana que hace de envuelta puede seguir un ciclo lítico o lisogénico. Liberadas sus moléculas de ARN y enzimas, la reversotranscriptasa primero hace una copia del ARN en ADN, originando una molécula híbrida ARN/ADN que se separa, la cadena de ADN ahora se usa para fabricar su complementaria y ya tenemos ADN de cadena doble. Aunque a veces, este ADN se expresa y fabrica más virus inmediatamente, lo normal es que se integre en el ADN de la célula huésped gracias al enzima integrasa. Aquí los síntomas son escasos, puede que como un cuadro gripal o nada.

2. Fase crónica. El virus sigue el ciclo lisogénico la mayor parte de veces, transformado los linfocitos en células lisogénicas. Esta etapa puede durar años y es asintomática.

3. Fase final o de enfermedad. Debido a determinados estímulos, el virus pasa al ciclo lítico, multiplicándose en los linfocitos T colaboradores y destruyéndolos. Al bajar el número de estos en el individuo, su respuesta inmune celular y en parte humoral se ve muy mermada, aparece la inmunodeficiencia o SIDA. Los síntomas son múltiples infecciones oportunistas, pérdida grave de peso, cáncer de diferentes tipos etc. que finalmente provocan la muerte del individuo.

La mejor forma de combatir este virus es prevenir la infección. Las pruebas diagnósticas se basan en la presencia de anticuerpos contra el virus en la sangre del individuo. Éstos anticuerpos aparecen al poco tiempo de la infección y tras un periodo de “ventana” de duración variable pueden detectarse, incluso en la fase inicial, los individuos con presencia de anticuerpos y por tanto del virus en su organismo, se denominan seropositivos aunque no tengan aún síntomas y por tanto no son enfermos de sida. En la actualidad no hay tratamiento curativo, pero se usan fármacos antirretrovirales que cronifican la enfermedad, mejorando la calidad de vida de los afectados. Son diferentes fármacos, como el AZT (actúa contra la reversotranscriptasa) y otros que actúan inhibiendo las proteasas que necesita para salir en su ciclo lítico.

Cáncer y sistema inmunitario.- Las células tumorales pierden el control sobre su ciclo celular y se dividen descontroladamente, provocando un tumor localizado que puede afectar el funcionamiento de los órganos donde se encuentra u órganos vecinos, en esta fase el tumor puede ser extirpado quirúrgicamente. En las fases finales del cáncer, las células tumorales se diseminan por el organismo actuando como “semillas” de nuevos tumores, esta fase se denomina metástasis y suele tratarse con fármacos que afectan a las células que se dividen rápidamente ( quimioterapia ) o con dosis de radiaciones con el mismo efecto ( radioterapia). Las células tumorales expresan

algunos genes que no expresan las células normales, como consecuencia muestran en su superficie antígenos que permiten al sistema inmune detectarlas como extrañas. La acción del sistema inmunológico contra el cáncer se basa:

1. Respuesta celular: Los linfocitos T colaboradores reconocen los antígenos tumorales y producen citosinas que estimulan a los linfocitos T citotóxicos a eliminar las células tumorales. También activan a los linfocitos B para que fabriquen anticuerpos contra dichas células y a los macrófagos para que eliminen las células marcadas con tales anticuerpos. Las células NK juegan un papel esencial, pues destruyen las células tumorales recubiertas con anticuerpos ( opsonizadas ) reduciendo los tumores y evitando metástasis.

2. Respuesta humoral: Fabricación de anticuerpos contra los antígenos superficiales de las células tumorales por parte de linfocitos B activados por los linfocitos T colaboradores. Estos anticuerpos, además de lo citado en la respuesta celular, activan también el sistema de complemento para la lisis de las células tumorales.

¿Cómo escapa el cáncer la acción de nuestras defensas? Las células tumorales evitan su reconocimiento como extrañas, para ello cubren sus antígenos de superficie o los alteran para que su reconocimiento sea difícil. Su rápida proliferación produce enormes cantidades de células tumorales con antígenos diferentes que intentan saturar la acción de los linfocitos.