Capítulo 20: Sistema inmunitario

 

            En todo momento estamos expuestos a microbios de todas clases. Muchos de ellos son capaces de producir enfermedades. Sin embargo no nos enfermamos constantemente gracias al sistema inmunitario. Componentes de este sistema monitorean constantemente nuestros tejidos y tan pronto descubren algún patógeno potencial, lo destruyen, muchas veces sin que nos demos cuenta. Los mecanismos que presentamos pueden ser inespecíficos, contra todo patógeno, o específicos, contra un patógeno particular.

Inmunidad: resistencia a un patógeno particular o a sus toxinas o desechos metabólicos. Linfocitos y macrófagos que reconocen moléculas específicas ejecutan este tipo de defensa.

 

Inmunidad inespecífica:

            Son mecanismos generales de defensa. Entre estos tenemos:

1.      Resistencia de especie- presentamos adaptaciones genéticas que nos hacen inmunes a microbios que afectan a plantas o animales. Simplemente, el ambiente de nuestro cuerpo no es bueno para que esos microbios prosperen.

 

2.      Barreras mecánicas y químicas- Nuestra primera línea de defensa del cuerpo es la piel. Su estructura la hace difícil de penetrar. Además las mucosas que se encuentran en las partes húmedas de nuestro cuerpo presenta varias capas de células y adaptaciones en dichas células que protejen contra el invasor. Las secreciones que producen ambas estructras son importantes

a.       sebo- inhibe ciertos gérmenes

b.      moco- atrapa partículas de polvo y gérmenes, y lo inmoviliza

c.       enzimas- en secreciones intestinales, lágrima, etc.; pueden hidrolizar los gérmenes

d.      ácido clorhídrico- destruye lo que caiga en el estómago.

 

3.      Inflamación-  Sucede cuando el patógeno logra penetrar la primera línea de defensa. Al destruir tejido, se liberan de las células afectadas, como los mastocitos, sustancias que atraen a los leucocitos fagocitarios a la zona de lesión. Esas sustancias mediadoras son las histaminas, las cininas y las prostaglandinas. Estas no sólo atraen a los leucocitos, sino que aumentan la perfusión sanguínea de la zona afectada y aumenta la permeabilidad de los vasos sanguíneos, provocando los síntomas característicos de la inflamación: calor, rubor, dolor y tumor. El calor y rubor se deben a un aumento en la circulación de la zona. El dolor se produce por el edema resultante del aumento en permeabilidad de los capilares y el tumor es producto de la fagocitosis por parte de los fagocitos. A veces esta inflamación puede ocurrir por todo el cuerpo produciendo una anafilaxis (inflamación generalizada, a veces mortal) en los casos más graves.

 

4.      Fagocitosis- Tenemos varios tipos de fagocitos. Estos son capaces de salir del torrente sanguíneo por diapedeseis, hacia el tejido invadido, donde atrapan partículas y patógenos. Viven poco tiempo y mueren en la zona de infección,. produciendo pus. Los que se encuentran en tejidos específicos presentan nombres especiales: microglios en el tejido nervioso, celulas de Kupffer en el hígado.

 

 

5.      Células asesinas naturales o NK- Liberan sustancias que provocan lisis en muchos tipos de células tumorales o infectadas con virus.

 

6.      Interferón- Cuando ciertos tipos de células son infectadas con virus producen estas proteínas, que tienen la capacidad de impedir la multiplicación del virus en otras células vecinas. Además se ha visto que interfiere en la mitosis de ciertos cánceres.

 

7.      Complemento- Son unas 20 proteínas inactivas del plasma que se activan en una cascada de reacciones al recibir una señal de los mecanismos específicos e inespecíficos. La cascada produce sustancias que propician la lisis de la célula extraña que originó el problema

 

 

Inmunidad específica

            Estos atacan agentes específicos que el cuerpo reconoce como ajenos. Son la tercera línea de defensa del cuerpo. La estrella aquí es el linfocito. Los linf B presentan la inmunidad mediada por anticuerpos (humoral) y los T la mediada por células (celular). La mayoría de los linf están en la médula y los órganos linfáticos. De allí pasan a la circulación y son transportados por los fluídos del cuerpo a traves de la sangre, el fluído intercelular y la linfa. Al estar en movimiento, pueden tener mayor oportunidad de descubrir y destruir a los invasores.

 

Origen de los linfocitos:

            La médula ósea, durante el desarrollo fetal, libera a la sangre linfocitos no diferenciados (pre linfocitos). La mitad llega al timo donde se diferencian en linfocitos T. Algunos de estos salen a la circulación donde van a conformar el 70-80% de los linfocitos circulantes. La otra mitad de los prelinfocitos se queda en la médula ósea y maduran en linfocitos B. Parte de estos salen a la sangre, donde pasan a formar el 20-30% de los linfocitos circulantes y el resto se aloja en los tejidos linfáticos.

            Cada persona tiene millones de variedades de linfocitos B y T, cada uno con el potencial de reaccionar a un antígeno diferente. Se estima que inicialmente tenemos una o dos copias de cada variedad, y que según vamos siendo expuestos a los antígenos, las células que reaccionan a esos antígenos particulares se van estimulando y clonando para tener luego múltiples copias o clones de las variedades de linfocitos estimuladas.

 

Antígenos (Ag):

Son proteínas, polisacáridos o glucolípidos que se encuentran en las superficies de las células. Antes de nacer, el cuerpo aprende a reconocer los antígenos propios por lo que por lo general no reacciona ante ellos. Pero si entra al cuerpo un antígeno que éste no reconozca, activará los mecanismos de defensa para destruirlo.

            Los antígenos más efectivos son moléculas grandes, con pocas partes repetidas, pero ciertas moléculas pequeñas pueden tener un efecto antigénico si están unidas a otra molécula más grande. A estos se les llama haptenos, y los encontramos en ciertas drogas, como la penicilina, detergentes, partículas de polvo o pelos de animales.

 

Linfocitos B:

            Los pre-linf B se forman en el saco vitelino, la médula y el hígado fetal. A los meses de nacido el humano presenta linf B inactivos. Estos producen anticuerpos al azar, especializándose cada célula (una célula produce un solo tipo de anticuerpo). Pero pocos Ac son secretados. La mayoría pasa a formar parte de la membrana celular y sirven para unirse al Ag correspondiente, cuando se lo encuentre.

Cuando el linf B inactivo se encuentra con su Ag complementario, la célula es activada multiplicándose. Produce muchos clones capaces de producir Ac contra el Ag que la activó. Algunas de estas células pasan al tejido linfático como células de memoria pero las demás liberan grandes cantidades de Ac (2000/segundo). Esto se llama inmunidad humoral.

Los prelinfocitos B presentan anticuerpos (Ac) receptores sobre sus membranas. Un prelinfocito B, con receptores para un Ag específico en su membrana, se encuentra con el Ag que es complementario a sus receptores. ( A la misma vez un prelinfocito T con proteínas receptoras para el mismo Ag se encuentra a dicho Ag, se activa y libera sustancias llamadas citocinas. Estas citocinas estimulan la proliferación de otros tipos de linfocitos.)  El prelinfocito B unido al Ag recibe citocinas y es estimulado a multiplicarse produciendo clones con los mismos genes que los lleva a producir el mismo tipo de anticuerpo que su célula madre. Así, empezamos con un linfocito capaz de reaccionar y producir Ac contra un Ag particular y terminamos con miles de copias. Muchas de estas copias pasan a formar células plasmáticas, capaces de producir cada una cientos de miles de moléculas de Ac, que se unirán al Ag particular que los activó. Algunos de los clones permanecen como linf B de memoria, listos a reaccionar multiplicándose y diferenciándose cuando el Ag vuelva a presentarse en el cuerpo.

 

Inmunidad mediada por anticuerpos (Respuesta humoral)

            Los anticuerpos presentan gran diversidad puesto que se producen por la combinación de genes múltiples en un proceso que se llama recombinación somática. A veces pueden colarse entre estos Ac autoinmunes, causando grandes problemas de salud.  Hay cinco clases de anticuerpos

1.      IgM- producido por linf B inmaduros y luego de un primer contacto con un Ag. Se produce en el plasma en respuesta a infecciones con bacterias o a Ag en alimentos.Los anticuerpos Anti-A y Anti-B que se producen contra otros tipos de angre pertenecen a este grupo.

2.      IgG- El más abundante, 75% de los Ac circulantes. El que se produce durante contactos posteripores con el Ag. Pueden activar el sistema de complemento de las proteínas plasmáticas.

3.      IgA- el principal Ac en las mucosas y secreciones como saliva, lágrima, leche, moco.

4.      IgE- envuelto en reacciones inflamatorias en las membranas. En secreciones exocrinas junto a las IgA. Responsables de las reacciones alérgicas.

5.      IgD-  En la superficie de la mayoría de los linf B. Son los que forman los receptores que reconocen al Ag por primera vez.

Acción de los anticuerpos:

1.      Ataque directo- Se combina con los Ag y los aglutina, precipitándolos. Al hacerlo, los inmovilizan y se facilita la fagocitosis.

2.      Neutralización- Ac pueden bloquear la parte tóxica de un Ag y neutralizar su efecto sobre el cuerpo. Ej: Ac antitétano.

3.      Activación del sistema de complemento- Cuando el Ac se une a su Ag, cambia de forma. Al hacerlo, queda expuesto en la molécula de  Ac una zona que reacciona con cierta proteína plasmática que inicia una reacción en cadena. Los productos de esta reacción producen gran variedad de efectos:

a.       opsonizació- recubren los compuestos Ag-Ac haciendo más fácil su fagocitosis

b.      quimiotaxis- atraen macrófagos y neutrófilos a la zona de infección aglutinamiento de los Ag

c.       lisis de las membranas de célkulas extrañas

d.      inactivación de virus

e.       inflamación que previene la propagación de la infección

 

Imnunidad celular

            Esta es mediada por los linfocitos T. Estos se adhieren a las superficies de las células extrañas con Ag que no reconoce como propios e interacciona con ellas. Los Linf T y algunos macrófagos producen sustancas polipéptidas llamadas citocinas que aumentan la respuesta celular a los Ag.

            Por ejemplo, estas sustancias pueden afectar el comportamiento de otros linfocitos, estimulándolos para que produzcan sus propias sustancias, estimulando su proliferación o su activación. Otros linfocitos T producen sustancias letales a las células portadoras de los Ag extraños, y pueden inhibir el crecimiento de células infectadas con virus o células cancerosas.

 

Linfocitos T:

            Estos son linfocitos que han pasado por el timo antes de migrar a los ganglios linfáticos y el bazo. Surgen de la médula ósea como prelinfocitos T. Entran al timo, y por efecto de sus hormonas, maduran y proliferan. Los timocitos se reproducen hasta tres veces al día, por lo que en un periodo corto de tiempo pueden formar miles de copias. Luego salen a la sangre y viajan hasta las zonas T-dependientes donde se alojan. Una vez allí se les llama linfocitos T.

            Lo mismo que las células B, las T tienen receptores antigénicos específicos en la membrana. Parecen anticuerpos, pero no lo son. Cuando un macrófago se encuentra con un posible patógeno, lo fagocita y lo destruye. Pero toma algunas moléculas de ese patógeno y las integra a su membrana, de forma que queden expuestas al medio ambiente. A esto se le llama presentación de antígenos. Si ese macrófago se encuentra con un linf-T que tenga receptores antigénicos que sean complementarios y se une a uno de los antígenos que el macrófago presenta, ese linf se sensibiliza. Una vez eso ocurre, comienzan a reproducirse rápidamente formando miles de clones capaces de pegarse a ese antígeno que provocó la multiplicación.

            Los clones sensibilizados viajan por la sangre hasta llegar a la zona por donde entró el patógeno. Allí se pegan a más macrófagos que presenten el mismo antígeno y liberan una serie de sustancias:

a.       factor quimiotáxico- atrae más macrófagos al área inflamada

b.      Factor inhibidor de migración- evita que los macrófagos se alejen del área

c.       Factor activador de macrófagos- estimula fagocitosis

d.      Linfotoxinas (como porina)- provoca lisis en las células del patógeno.

 

Los clones generados en la proliferación se pueden dividir en varias categorías, de acuerdo a su función:

1.      Linf T ayudantes- cuando se encuentran con el Ag presentado por un macrófago, el linf T ayudante se activa liberando citocinas que estimulan la proliferación de linfB productores de Ac contra el mismo Ag. También atraen a macrófagos y otros tipos de linf a los tejidos inflamados y los mantienen allí

2.      Linf T citotóxicos- reconocen ciertos Ag en las membranas de células infectadas con virus y células cancerosas. Estos linf presentan receptores específicos en la membrana que se pegan a los Ag. Esto hace que la célula se estimule y libere sustancias químicas que rompen la membrana de la célula problemática y la destruyen. Algunos de estos linf no liberan sustancias, sino que proliferan y se convierten en linf T de memoria

3.      Linf T de memoria- células cuyos números aumentan por clonación y que permanecen en el sistema listos para activarse y multiplicarse la siguiente vez que el cuerpo vuelva a encontrarse con el mismo Ag.

4.      Linf T supresores- Linf que se activan a la misma vez que los demás pero cuyo efecto tarda un par de semanas en notarse, y que regula la actividad de los otros linf.

 

Los linf T nos protejen de células cancerosas, enfermedades víricas e incluso están envueltas en el rechazo a transplantes.

 

Integración de los sistemas:

            Un agente infeccioso entra al cuerpo por alguna de las membranas o a través de una herida. Macrófagos de la zona los detectan y fagocitan. Al hacerlo, integran algunos de los Ag del agente en su membrana, de forma que queden expuestos al medio ambiente. A esto se le llama presentación del Ag. A la misma vez un linf B, con Ac en la membrana que son compatibles con el Ag, se encuentra con el agente infeccioso y lo ancla con ayuda de esos Ac receptores. También linf T con receptores de membrana para el mismo agente infeccioso se pegan a este.

El macrófago que presenta los Ag se encuentra con un linf T ayudante que tiene receptores en la membrana para el mismo Ag. El linf T se pega a este Ag presentado y se activa. Libera citocinas que estimulan la proliferación del Linf B pegado al agente infeccioso. Como resultado se producen células plasmáticas productoras de anticuerpos que destruyen al agente infeccioso.

A la misma vez las citocinas del linf T ayudante estimulan a los linf T asesinos ya unidos al agente infeccioso a multiplicarse y a liberar citocinas que lo destruyen. Esas citocinas atraen más macrófagos que pueden fagocitar más agentes infecciosos y por lo tanto hay más Ag presentados. Así que este en un mecanismo de retroalimentación positiva, que asegura la pronta destrucción del patógeno.

Los mecanismos para destruir células  infectadas con virus y células cancerosas siguen un patrón similar, aunque con algunas diferencias.

 

 

Respuestas inmunes

            La respuesta del cuerpo al infectarse con un patógeno la primera vez, es una relativamente lenta, probablemente porque solamente se encuentren uno o dos linf B o T con los receptores capaces de reconocer al Ag entre todos los cientos de miles que estén circulando por el sistema. Así que el encucentro entre el patógeno y el linf adecuado puede ser al azar. Pero una vez se inicia se producen células de memoria capaces de reconocer al patógeno en ocaciones futuras. A esta respuesta se le llama la respuesta inmune primaria.

            Luego de esto el número de células capaces de reconocer al patógeno ha aumentado grandemente. Cuando el patógeno vuelve a entrar al sistema, las probabilidades de que se encuentre con el linf adecuado es mucho mayor y el sistema se activa más rápido y más fuertemente. La cantidad de defensas desplegadas enm una segunda infección se llamas respuesta inmune secundaria y son lo suficientes como para eliminar la enfermedad antes de que la persona presente síntomas.

 

 

Tipos de inmunidad:

1.      Natural activa– aquella en que la persona es expuesta al patógeno de forma casual y se enferma, generando una respuesta inmune primaria. Su efecto es duradero, por la producción de células de memoria.

2.      Natural pasiva- la que presentan los niños al nacer y que proviene de Ac producidos por la madre que llegan a través de la placenta. Dura unos meses luego de nacer. También lo reciben los niños lactados, mientras se alimenten del pecho materno.

3.      Artificial activa- La que se adquiere por vacunación al exponer el cuerpo, a propósito, a los Ag de un agente infeccioso o al agente mismo, atenuado o muerto. Es duradera ya que estimula la producción de células de memoria.

4.      Artificial pasiva- La que se adquiere al recibir una inyección de inmunoglobulinas producidas por otra persona o animal. Dura sólo unos meses. Ej: antitetánica

 

 

Alergia

            Es la respuesta inmune hacia un agente no patogénico. Las sustancias que provocan alergias en personas suceptibles se llaman alérgenos. La respuesta ocurre luego de varias exposiciones an alérgeno, durante las cuales el cuerpo se sensitiza.

            Durante la primera exposición, linf B expuestos al alérgeno producen IgE que se pega a las membranas de mastocitos y basófilos, los cuales producen histaminas. Estos se alojan en membranas o bajo la piel. Cuando estas células son expuestas al alérgeno, este se pega a las Ig que se encuentran en las membranas. Esto provoca la liberación de histaminas que producen una respuesta inflamatoria en el área afectada. El resultado puede ir desde picazón (dermatitis) hasta permeabilidad vascular excesiva que lleva a paro circulatorio si se generaliza por todo el cuerpo (shock anafiláxico).

            La respuesta puede ser retardada (exposición ~48 horas antes de aparecer síntomas, mediada por linf T) o inmediata ( reacción en unos minutos, mediada por linf B).

 

 

Transplantes y autoinmunidad

El sistema aprende a reconocer lo propio de lo ajeno, por lo que aquellos pacientes que reciben transplantes de órganos y transfuciones presentan la posibilidad de rechazar (destruir) el tejido implantado. Para minimizar este riesgo, se buscan donantes con una combinación de Ag lo más parecida a la del recipiente. Por lo general los mejores donantes están en la misma familia. También se administran medicamentos que evitan que el sistema inmune del recipiente reconosca el tejido implantado y lo destruya. Pero esto hace al sistema incapaz de reconocer a los patógenos. Por ello a los pacientes que reciben inmunosupresores hay que aislarlos.

En ocaciones el cuerpo no reconoce ni a los propios  Ag, por lo que produce autoanticuerpos. Algunas enfermedades de este tipo son la diabetes juvenil, el lupus eritematoso y la artritis reumatoidea. Hay varias posibles explicaciones a esto.:

1.      Virus con proteínas humanas- Al replicarse el virus se lleva consigo fragmentos de genes en los que se encontraba incrustado. Cuando sale, el cuerpo ataca al virus y aprende a reconocer ese fragmento de proteína humana como una proteína viral. Al eliminar al virus, el sistema puede continuar destruyendo aquellas células que presenten el mismo fragmento de proteína humana que el que tenía el virus, dañando sus propias células.

2.       Linf T sin educar- A veces, los linf T no maduran y diferencian en el timo, por lo que no logran identificar a los Ag propios y ataca indiscriminadamente algunos tejidos.

3.      Ag extraños que se parecen a los propios- Algunos patógenos presentan Ag que son similares a algunos Ag del cuerpo. Luego de controlada la infección., los Ac pueden adherirse a aquellos tejidos que presenten Ag similares y van poco  a poco dirigiendo su destrucción.

Ej: estreptococos y fiebre reumatoidea que daña las válvulas del corazón.